长江口北支沉积动力环境分析
长江口北支潮流沉积物磁性特征与沉积环境分析
并在 拓展 环 境磁 学 的应用 领域 方 面进 行有 益 的探 索。研究 表 明 ： 该地 区 沉积 物 的磁性 矿 物 以低矫 顽 力亚 铁磁 性矿 物 为主 ；当
和 Ｚａ Ｘ Ｒ 同 处 于 低 值 时 ， 反 映 细 晶 粒 磁 铁 矿 优 先 溶 解 ， 晶 粒 粗 化 ， 可 作 为 还 原 环 境 的判 据 ， 而 在 近 地 表 环 境 下 ｆ 、 Ａ Ｍ
段 ，并在 拓 展环境 磁 学 的应 用领 域方 面进 行有 益 的探 索 。
１ 研 究 区域 概 况
长江 口白 徐六径以下，被崇 明岛分为南支和北支，南支为长江 口主泓，下有北港 、北槽和南槽三个入 海 汉道 ，北 支是 一条 独 流入 海 的汊 道 （图 １ ｏ据 历史 资料 和 图件 分析 ［＇】 支 曾是 长江 口的主泓 ，１ １Ｈ，北 ３ ８
２ 样品与分析
本 研 究 ＸＬ１ 孔 样 芯 于 ２０ 年 ０３ ６
月 下 旬 取 自长 江 口北 支 的 兴 隆 沙 ，用 江 苏 无 锡 探 矿 厂 生 产 的 Ｓ ３ 型 钻 机 ｆ 口径 Ｈ一 ０ １ ０ｍｍ，内径 １ ０ｍｍ ） ３ １ ，活 塞 式 重 锤 少 击
海 洋 通 报
２ 卷 ７
出露 水面 【］ ｌ，后经 人 工 围堤 成 陆 ，现 在 已构建 人工 锁坝 与永 隆沙 相连 ，成 为崇 明 岛的组 成部 分 。Ｘ ５ Ｌ１孔
（ ２ 。３ ５ ．”Ｅ ３ 。４ ４ ．”Ｎ）即位于 兴 隆沙上 （图 １ 。 １ １ ７ ０７ ， １ ３ ２１ ）
黄土、湖泊、海洋、潮滩 以及河 口沉积研究 【 Ｊ ２ ，在恢复古气候、古沉积环境等方面取得 了不少有价值 的
成果 。关 于 长江 口北 支沉 积环 境 演变 以及 沉积 物 质来 源 等 问题 ，主要 是利 用 环境 磁学 指 标对其 进 行有 益 的 探 索 引 ，但 对长 江 口北 支潮 流 沉积 环境 还缺 乏 较系 统 的研 究 。 本 文基 于对 长 江 口北支 兴 隆沙 Ｘ Ｌ１钻孔 样 芯 的磁 参数 测量 ，结合 沉积 特 征分 析 ，探 讨该 岩 芯沉积 物 磁 性特 征 与 沉积 环 境 的 关系 ，为 揭 示潮 汐 河 口潮 流 沉 积 物 的磁 性 特 征 和 建立 长 江 口沉积 相 序 提供 新 的手
长江河口涨落潮不对称性动力成因分析
长江河口涨落潮不对称性动力成因分析王彪;朱建荣;李路【摘要】长江河口存在着涨落潮流速和历时的不对称现象.本应用长江河口三维数值模式,数值试验定量给出了不同径流量、潮汐和水深下南北支、南北港和南北槽涨潮落潮平均流速和历时,通过横断面涨潮落潮通量必须满足质量守恒观点从动力机制上给出了涨潮落潮流速和历时不对称的成因.%There exists the asymmetry of current speed and duration between flood and ebb in the Changjiang Estuary. Applied the three-dimension numerical model in the Changjiang Estuary, the mean flood/ebb current speed and duration in theSouth/North Branch, South/North Channel and South/North Passage under different river discharges, tide and water depth were given out quantitatively by the numerical experiments. The dynamic causes of the asymmetry of flood/ebb current speed and duration are explained in the view of mass conservation by the water flux through the transect during flood and ebb period.【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】9页(P19-27)【关键词】长江河口;涨落潮不对称;径流量;潮汐;数值试验【作者】王彪;朱建荣;李路【作者单位】华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海,200062;华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海,200062;华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海,200062【正文语种】中文【中图分类】P343.5;P;P731.221 研究意义和背景河口是河流与海洋相互作用的复杂区域,对河口的水文特征、动力过程的研究,是研究河口的基本内容,也是河口水质、泥沙等研究的基础,有着重要的科学意义。
长江口北支水域营养盐的季节性变化
长江口北支水域营养盐的季节性变化吴双;边佳胤;吴惠仙;薛俊增【摘要】于2010年12月-2011年9月，2012年9月-2013年6月按季度采样对长江口北支水域氮、磷营养盐的季度变化规律、形态组成以及环境因子间相互关系进行了分析。
结果显示溶解性无机氮存在形态主要是硝酸盐，占90％以上，浓度变化规律为夏秋高于春冬两季；溶解性无机氮、总氮峰值分别为3.99 mg/L及1.70 mg/L，均出现在2011年夏季，该现象与当年洪期长江流域连日降雨有关。
长江径流所携带营养盐是导致北支无机氮、总磷浓度变化的主要原因。
对理化因子进行相关性分析表明，盐度、pH值是营养盐最主要的限制因子。
%During the sampling period from Dec .2010 to Sep.2011 and Sep.2012-Jun.2013, the seasonal variation , morphologi-cal composition of nitrogen and phosphorus were analyzed , and relationship between environmental factors was studied , respectively . Results indicated that the main presence of DIN was nitrates , which accounted for more than 90%in all seasons , its concentration in summer/autumn was higher than that inspring/winter.The concentration peaks of DIN and TP were 3.99 mg/L and 1.70 mg/L, re-spectively , appeared in summer of 2011 during the flood period .【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P25-28)【关键词】长江口;营养盐;季节变化【作者】吴双;边佳胤;吴惠仙;薛俊增【作者单位】上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海201306;国家海洋局舟山海洋工作站，舟山316000;上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海201306;上海海洋大学水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海201306【正文语种】中文【中图分类】X832河口是淡水与海水交汇的地带，随时间推移，环流、潮汐进行常规混合过程，使得河口水文环境具有非恒定性及梯度型变化规律，复杂的环境特征保证了该区域内生物的多样性[1]。
长江口北支的沉积物输运趋势
（．ｃｏ ｌｆ ｅｇａｈｃ ｎ ｃａｏ ａｈｃ ｃ ｎ ｅ， ｎｉｇ ｉ ｒｔ， ｎｉｇ １０ ３Ｃ ｉａ １Ｓｈ ｏ ｏ Ｇ ｏ ｒ ｉａｄＯ ｅｎ ｇ ｐ ｉＳｉ ｃｓＮａｊ ｖ ｓｙＳａｊ ０９ ， ｈｎ； ｐ ｒ ｅ ｎ Ｕｎ ｅ ｉ ｎ２
２ Ｃ ａ ｇｉ ｇＲ ｖ ｒ ｃｅ ｔ ｃ ｅｅ ｈＩｓ ｔｔ， ｈ ｎ４ ０ １ ， ｈｎ ． ｈ ｎ ｊ ｎ ｉｅ Ｓ ｉ ｉ ｓ￣ｃ ｔｕｅ Ｗｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ ａ ｎｆ Ｒ ｉ ｎｉ ｒ ｒｎ ｈ Ｃ ａ ｇｉｎ ｓ ａｙ ｅｉ ｎ ａ ｓ ｏｔ ａｈ ｙｗ ｔ ｎ ｈ ｔ Ｂ ａ ｃ ， ｈ ｎｊ ｇ ｔ ｒ ｔ ｈ ｔ Ｎｏ ｈ Ｅ ｕ ａ
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长江口北支枯季水沙输移分析
长江口北支枯季水沙输移分析王安伟;郝嘉凌;李鹏辉【摘要】基于2002年3月长江口水文测验资料,分析该年枯季长江口北支的悬沙运动和水沙输移特点.结果表明:北支含沙量大潮最大,中潮次之,小潮最小.流速变化先于含沙量变化,在半个半月潮周期内,含沙量峰值中潮时出现双峰;而大潮和小潮时均为单峰;全潮北支水沙为净向陆输移.青龙港大、小潮期间出现水沙全倒灌,黄瓜沙南水道是水沙倒灌的主要通道;而北水道以水沙过往为主,且净向海输移,南小北大的潮流流速造成了南岸淤积,北岸冲刷的态势.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)030【总页数】5页(P89-93)【关键词】长江口北支;枯季;含沙量;水沙输移【作者】王安伟;郝嘉凌;李鹏辉【作者单位】河海大学港口海岸与近海工程学院,南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,南京210098【正文语种】中文【中图分类】P333.4长江是我国第一大河，近百年来，长江口在徐六泾以下逐步形成了三级分汊、四口入海的平面形态。
近半个世纪以来，由于北支自然演变和人工围垦共同作用，北支水文泥沙特征和河道形态发生显著变化[1，2]。
北支河道演变对淡水资源利用、滩涂圈围和开发岸线等均具有重大影响[3—5]。
而对北支水沙特性和输移进行探讨则有利于阐明北支发展、衰亡规律及如何更好治理北支水道。
本文依据2002年3月长江口水文测验资料，因为2002年1～3月大通站月平均径流量与历史上两次特枯水文年相近，在此背景下对长江口北支的泥沙特性和水沙输移特点进行研究分析更有意义，研究内容主要包括流速与含沙量的变化关系、断面水沙通量变化及悬沙输移。
1.1 研究区域概况长江口北支位于河口最北端，现为长江出海的一级汊道，西起南北支分流口崇头，东至北支出海口连兴港，全长约83 km。
北支呈喇叭口状，上段大部分区域为浅滩，落潮时出露。
潮汐性质为非正规半日潮，潮差由口门往里逐渐增加，在青龙港河段因受到河槽不断束窄、河床逐渐淤浅的影响，潮波发生强烈变形，形成以驻波为主的涌潮[6]。
长江口北支缩窄工程对水动力环境影响数值分析
宽 约为 １ １ ． ５ ｋ ｍ。北 支 人 流与 长 江 主 流 几乎 垂 直 ， 使
得北 支 的人 流状 况急 剧 恶 化 ， 中下 段 喇 叭 口形 态 导 致
涨潮 动力 增 强 ， 涨 潮 流携 带 的大 量 泥 沙 在落 潮 时 不 能
全部 随落 潮 流出海 ， 甚 至还倒 灌进 入南 支 ， 从 而 造成北 支 中上段 断 面不断 淤 积 萎 缩 。另 外 ， 下 段 水 流 主线 反
中 图法 分 类 号 ：Ｔ Ｖ ８ ５ ６ 文献标志码 ： Ａ
目前 长江 河 口呈三 级分 汉 ， 四 日人 海 的格局 ， 第 一 级 分 汊 由崇 明岛将 长江 口分 为南 支和 北支 。北 支西 起 崇 明 岛最 西 端 的 崇 头 ， 东至人海 口门连兴港 ， 全 长 约 ８ ４ ｋ ｍ。在平 面形态 上 ， 北 支上 段 崇头 至灵 甸港 河段 呈 弯 曲状 ， 弯顶 在 大洪 河 至大新 河之 间 ； 中下 段河 道较 为
两岸 的 防 潮将 产 生 积 极 影 响 ； 低 潮位 有 增 有 减 ， 但 是 变化幅度 相对 不明显 ， 仅 对 北 支 中 上 段 的排 涝 有 略 微 影
响； 从 全 河段 来 看 ， 工程 后 涨 潮 流 速 除 了三 条 港 河 段 增 大 外 ， 其 余 河 段 均有 不 同 的 减 小 ； 而 落 潮 流 速 总体 增 大 。 关 键 词 ： 水 动 力 环 境 ；河 口缩 窄 工 程 ； 数值模拟 ； 长 江 口北 支
第４ ５卷 第 １期 ２ ０ １ ４ 年 １月
人 民 长 江
Ｙａ ｎｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖ０ １ ． ４５． Ｎｏ ． １
Ｊ ａ ｎ ． ， ２ ０ １ ４
长江口海域生态环境状况及保护对策
第３３卷㊀第５期２０２０年５月环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＶｏｌ.３３ꎬＮｏ.５Ｍａｙꎬ２０２０收稿日期:２０２０￣０２￣０４㊀㊀㊀修订日期:２０２０￣０３￣２１作者简介:王孝程(１９９０￣)ꎬ男ꎬ黑龙江哈尔滨人ꎬ工程师ꎬ博士ꎬ主要从事海洋生态学研究ꎬｘｃｗａｎｇ＠ｎｍｅｍｃ.ｏｒｇ.ｃｎ.∗责任作者ꎬ李宏俊(１９８２￣)ꎬ男ꎬ辽宁丹东人ꎬ研究员ꎬ博士ꎬ主要从事海洋生态学研究ꎬｈｊｌｉ＠ｎｍｅｍｃ.ｏｒｇ.ｃｎ基金项目:自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室开放基金项目(Ｎｏ.ＬＯＭＦ１８０５)ꎻ国家海洋环境监测中心博士科研启动经费项目ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＯｐｅｎＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｒｉｎｅＨａｚａｒｄｓＦｏｒｅｃａｓｔｉｎｇꎬＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬＣｈｉｎａ(Ｎｏ.ＬＯＭＦ１８０５)ꎻＤｏｃｔｏｒａｌＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＮａｔｉｏｎａｌＭａｒｉｎｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒꎬＣｈｉｎａ长江口海域生态环境状况及保护对策王孝程１ꎬ２ꎬ解鹏飞１ꎬ李㊀晴１ꎬ张金勇１ꎬ李宏俊１∗１.国家海洋环境监测中心ꎬ辽宁大连㊀１１６０２３２.自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室ꎬ北京㊀１０００８１摘要:为加快推进长江口海域的生态环境保护和修复工作ꎬ结合长江经济带大保护ꎬ系统总结分析了近２０年长江口环境质量和生态监控区的监测结果.结果表明:①长江口海域生态系统长期处于亚健康状态.②长江径流总量呈现波动变化ꎬ年均流量无明显的变化ꎬ而长江口海域海水环境状况一直较差.③营养盐污染严重ꎬ主要污染物是无机氮和活性磷酸盐ꎻ浮游生物和底栖生物群落结构不稳定ꎬ存在生境破碎化严重㊁外来生物入侵㊁赤潮频发㊁低氧区等诸多生态问题.为加强长江口海域生态环境的保护与修复ꎬ建议:①加强顶层设计ꎬ推进落实陆海统筹ꎻ②科学规划临港产业布局ꎬ加强涉海产业的污染管理ꎻ③加强污染物入海排放管控ꎬ提升海洋环境保护意识ꎻ④保障海洋生态建设资金ꎬ强化海洋生态保护与建设.关键词:长江口ꎻ生态环境ꎻ变化趋势ꎻ生态问题ꎻ保护对策中图分类号:Ｘ３２１㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００１￣６９２９(２０２０)０５￣１１９７￣０９文献标志码:ＡＤＯＩ:１０ １３１９８∕ｊ ｉｓｓｎ １００１￣６９２９ ２０２０ ０３ ２９ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＥｓｔｕａｒｙａｎｄＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓＷＡＮＧＸｉａｏｃｈｅｎｇ１ꎬ２ꎬＸＩＥＰｅｎｇｆｅｉ１ꎬＬＩＱｉｎｇ１ꎬＺＨＡＮＧＪｉｎｙｏｎｇ１ꎬＬＩＨｏｎｇｊｕｎ１∗１.ＮａｔｉｏｎａｌＭａｒｉｎｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒꎬＤａｌｉａｎ１１６０２３ꎬＣｈｉｎａ２.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｒｉｎｅＨａｚａｒｄｓＦｏｒｅｃａｓｔｉｎｇꎬＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８１ꎬＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅｅｓｔｕａｒｙｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＥｃｏｎｏｍｉｃＢｅｌｔꎬｗｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅｅｓｔｕａｒｙｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｓｉｎｒｅｃｅｎｔ２０ｙｅａｒｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍｗａｓｉｎａｓｕｂ￣ｈｅａｌｔｈｌｏｎｇ￣ｔｅｒｍｓｔａｔｅ.Ｔｈｅｔｏｔａｌｒｕｎｏｆｆｆｌｕｃｔｕａｔｅｄｗｈｉｌｅｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｏｂｖｉｏｕｓｃｈａｎｇｅｉｎｔｈｅａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｆｌｏｗ.Ｈｏｗｅｖｅｒꎬｉｔｉｓｎｏｔｅｗｏｒｔｈｙｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｅａｗａｔｅｒｗａｓｐｏｏｒ.Ｎｕｔｒｉｅｎｔｓｗｅｒｅｍａｉｎｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ(ｉ.ｅ.ｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈａｔｅ).Ｍａｎｙｏｔｈｅｒｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙｌｏｓｓꎬｄａｍａｇｅｄｈａｂｉｔａｔꎬａｌｉｅｎｉｎｖａｓｉｏｎꎬｆｒｅｑｕｅｎｔｒｅｄｔｉｄｅꎬａｎｄｌｏｗ￣ｏｘｙｇｅｎｚｏｎｅｓａｌｓｏｅｘｉｓｔ.Ｗｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｓｐｅｃｔｓ:(１)Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｔｏｐ￣ｌｅｖｅｌｄｅｓｉｇｎａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｌａｎｄａｎｄｓｅａｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎻ(２)Ｐｌａｎａｎｄｄｅｓｉｇｎｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｐｏｒｔ￣ｖｉｃｉｎｉｔｙｉｎｄｕｓｔｒｙｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｓｅａ￣ｒｅｌａｔｅｄｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓꎻ(３)Ｔｉｇｈｔｅｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｗａｒｅｎｅｓｓｏｆｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎻ(４)Ｅｎｓｕｒｅｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｆｕｎｄｓｆｏｒｍａｒｉｎｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｔｓｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｙａｎｇｔｚｅｅｓｔｕａｒｙꎻｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎻｈｅａｌｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎꎻｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍꎻｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ㊀㊀长江口是世界第三大河口ꎬ生态环境状况特殊[１].长江口海域在海洋水团的共同作用下ꎬ水温状况复杂多变ꎬ营养盐丰富ꎬ生产力高ꎬ磷酸盐㊁硝酸盐和硅酸盐显著高于我国其他河口海域[２￣３].营养盐含量从近海向河口区逐渐递增ꎬ导致河口海域成为高生产力区[４￣５].长江径流带来的营养物质ꎬ孕育了大量的浮游生物和滩涂植物ꎬ为水生动物和底栖生物提供了充足的食源[６￣７]ꎬ是众多溯河性和降河性长途洄游性物种ꎬ如中华鲟(Ａｃｉｐｅｎｓｅｒｓｉｎｅｎｓｉｓ)㊁鳗鲡(Ａｎｇｕｉｌｌａｊａｐｏｎｉｃａ)等鱼类的必经通道[８￣１１]ꎬ是我国凤鲚(Ｃｏｉｌｉａｍｙｓｔｕｓ)和中华绒螯蟹(Ｅｒｉｏｃｈｅｉｒｓｉｎｅｎｓｉｓ)的最主要产卵场之一ꎬ还是珍稀物种中华鲟幼鲟的集中分布区[１２￣１７].滩涂湿地是鸟类亚太迁徙路线中的重要驿站[１８].但是随着人类干扰的不断增多ꎬ长江口海域的㊀㊀㊀环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究第３３卷生态环境状况也受到了严重影响ꎬ生境破碎化严重ꎬ生态系统长期处于亚健康状态ꎬ其保护和修复工作亟需更高质量的推进.中共中央㊁国务院高度重视长江生态环境保护工作ꎬ推动长江经济带发展是党中央作出的重大决策ꎬ是关系国家发展全局的重大战略.随着长江大保护的持续推进ꎬ长江经济带地表水环境质量呈好转趋势ꎬ总体优于全国平均水平ꎬ并且生态环境质量正逐渐好转ꎬ保护和修复成果显著.而海纳百川ꎬ长江最终于崇明岛以东汇入我国东海ꎬ海洋是其保护成效的最终体现者之一ꎬ长江口作为重要的陆海连接区域ꎬ是长江保护和修复成效的重要体现者ꎬ所以长江口海域的生态环境质量评价工作对于评估长江保护和修复的成效具有重要意义ꎬ其生态环境状况尤为重要.该研究系统总结了近２０年来长江口海域的业务化监测结果ꎬ对生态环境状况及其变化趋势进行了分析ꎬ剖析长江口海域存在的主要生态问题ꎬ并提出了相应的保护修复和管理对策ꎬ以期为长江经济带的保护成效评估提供参考ꎬ为长江口海域的保护和修复工作提供科学依据.１㊀长江口海域生态环境状况及其变化趋势１ １㊀长江口海域水体和沉积物环境１ １ １㊀长江口径流和泥沙特性长江口是我国最大的河口ꎬ近１０年来ꎬ长江流域及长三角区域经济发展迅速㊁人口相对集中㊁海上倾废㊁海洋运输㊁污染物的排放及水利工程的建设等对河口及其邻近海域水动力和水环境条件㊁地貌演变等都产生了重要影响.长江口的水体环境与流域自然因素和人类活动影响密切ꎬ而在长江经济带的发展中ꎬ人类活动加剧ꎬ长江上游兴建了大量的水利水电工程ꎬ特别是三峡工程的关闸蓄水ꎬ中下游实施了大量的诸如滩涂围垦㊁河道整治㊁取排水㊁采砂㊁深水航道建设等工程ꎬ在一定程度上对长江的水文㊁泥沙特性产生了影响[１９].长江三峡水利枢纽工程是中国也是世界上最大的水利枢纽工程ꎬ具有巨大的防洪㊁发电㊁航运㊁水资源利用等综合效益.但是三峡工程的建设和运营并未对长江年径流量和日均流量产生明显影响ꎬ自２０世纪５０年代至今ꎬ长江年径流量和日均流量均呈现波动变化ꎬ总体趋势和周期变化不明显[２０]ꎬ２００３年以前大通站年均流量㊁年最大流量㊁年最小流量的历史平均值分别为２８６３５㊁６０１１４和８４２８ｍ３∕ｓꎬ２００３年后历史平均值分别为２６４４３㊁５２１９１和９４８６ｍ３∕ｓꎬ可见三峡工程运营以来ꎬ年均流量变幅不显著ꎬ年最大流量减少ꎬ年最小流量增加[２１].对于最大日流量ꎬ２００３年为最大日流量的显著拐点.２００３年前ꎬ最大日流量呈现增加趋势ꎻ而２００３年后ꎬ最大日流量值明显小于历史平均ꎬ且具有下降趋势.而日均流量在２００３年前后并未发生显著差异ꎬ其趋势也不明显[２１].而由于人为控制水文动力过程ꎬ三峡工程对径流年内变化趋势㊁突变特性和分配特征产生了一定的影响ꎬ洪枯季和最大日流量都有明显变化趋势ꎬ流量年内分配不均ꎬ主要集中于洪季ꎬ枯季占比较小.大通站流量丰枯率(为汛期与非汛期径流总量的比值ꎬ体现径流量年内分配)在２０世纪五六十年代均较大ꎻ６０年代中期到８０年代末期有所减小ꎻ９０年代增大ꎬ且在９０年代末出现极大值ꎻ进入２１世纪初以来ꎬ开始减少ꎬ并保持于一个相对较小值内[２２].三峡工程的修建拦截了一部分径流ꎬ同时ꎬ水土保持及水库建成等造成的截沙效应超过水土流失造成的增沙效应ꎬ入河口输沙量降低[１９]ꎬ直接影响长江口的径流来沙量ꎬ下游来沙量大幅减少ꎬ且这种减少也不是简单的数量减少[２３].据统计ꎬ２００３年三峡工程蓄水以来ꎬ６０％~７０％的上游来沙被拦截在库内ꎬ尽管坝下游河床冲刷补偿了一部分泥沙ꎬ但入河口输沙量较之前仍约下降了１∕３[１９].蓄水后ꎬ长江口水文泥沙特性发生了明显变化ꎬ洪季泥沙中值粒径大于枯季ꎬ汛初流量增大阶段泥沙粗于汛末流量减小阶段ꎬ多年平均中值粒径基本不变ꎬ但泥沙有逐年变粗的趋势[１９].１ １ ２㊀长江口海域水质状况和沉积物质量长江口海域一直是我国近岸海域水质状况污染较严重的区域.近１５年来ꎬ长江口严重污染海域主要集中在近岸ꎬ长江口北支到杭州湾南岸区域均为ＧＢ３０９７ １９９７«海水水质标准»劣Ⅳ类水质ꎬ而优良(Ⅰ类和Ⅱ类)水质面积占比不足５０％(见图１).１９９９ ２０１８年长江口海域主要环境要素的年际变化如图２所示.近２０年来ꎬ长江口海域海水盐度整体呈下降趋势ꎬ１９９９ ２００３年波动较大ꎬ变化范围为６ ８８~３３ １６ꎬ２００３年后整体趋于稳定ꎬ并呈逐年递减的趋势ꎬ２００４ ２０１８年盐度变化范围为１７ ００~２６ ７９ꎬ由２００４年的２６ ０２降至２０１８年的１８ ４１ꎻ海水ＤＯ年均浓度呈波动变化ꎬ整体呈上升趋势ꎬ由１９９９年的６ ４５ｍｇ∕Ｌ升至２０１８年的８ １３ｍｇ∕Ｌꎬ变化范围为５ ６７~８ １３ｍｇ∕Ｌꎬ其中２００２年最低ꎬ２０１８年最高ꎻｐＨ较稳定ꎬ变化范围为７ ８９~８ ６０ꎻ无机氮和活性磷酸盐年均浓度呈波动变化ꎬ但其年均浓度总体较高ꎬ且整体均呈上升趋势.无机氮年均浓度除２０００８９１１第５期王孝程等:长江口海域生态环境状况及保护对策㊀㊀㊀注:数据来源于２００５ ２０１８年«中国海洋环境状况公报»ꎻⅠ㊁Ⅱ㊁Ⅲ㊁Ⅳ㊁劣Ⅳ类均为ＧＢ３０９７ １９９７«海水水质标准»水质等级.图１㊀２００５—２０１８年长江口海域水质状况趋势分布Ｆｉｇ.１ＴｒｅｎｄｍａｐｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅｅｓｔｕａｒｙｆｒｏｍ２００５ｔｏ２０１８年㊁２００２年和２０１８年外均高于０ ５ｍｇ∕Ｌꎬ显示长江口海域长期属于ＧＢ３０９７ １９９７劣Ⅳ类水质ꎬ活性磷酸盐年均浓度２００３年后长期高于０ ０３ｍｇ∕Ｌꎬ显示其多数时期属于ＧＢ３０９７ １９９７Ⅳ类水质.盐度㊁ＤＯ㊁ｐＨ㊁活性磷酸盐和无机氮等主要指标浓度在２００３年前年际波动均较大ꎬ而２００３年后相对较小(见图２)ꎬ这可能与人为活动的干扰有关.２００３年ꎬ三峡水库开始进行一期蓄水ꎬ自蓄水后ꎬ整个长江口海域的主要指标较之前明显稳定ꎬ这可能是由于水利工程人为干预了长江径流量ꎬ从而使得长江口海域的长江径流输入㊁盐度和其他指标更加趋于稳定ꎬ长江水利工程的建设在一定程度上也对保持长江口海域水环境的稳定起到了重要作用.多年连续监测结果表明ꎬ长江口海域表层海水环境状况较差ꎬ营养盐污染严重ꎬ尤其是无机氮超标严重.长江及钱塘江径流携带东海沿岸发达的工农业生产所产生的大量污染物入海ꎬ同时每年径流也携带了大量的营养盐类ꎬ海水氮㊁磷及化学需氧量浓度超标ꎬ是造成长江口海域大面积污染的主要原因.根据«中国海洋环境状况公报»的监测结果ꎬ长江口沉积物类型为粘土质粉砂和粉砂ꎬ２００５ ２０１８年ꎬ长江口海洋沉积环境总体质量状况良好ꎬ综合质量等级年际变化基本稳定ꎬ绝大部分站位的沉积物质量最多只有一项超标要素ꎬ超标率低ꎬ而２０１５ ２０１８９９１１㊀㊀㊀环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究第３３卷注:数据来源于１９９９ ２００４年长江口海域业务化监测结果和２００５ ２０１８年«中国海洋环境状况公报».图２㊀１９９９—２０１８年长江口海域主要环境要素的年际变化Ｆｉｇ.２Ｉｎｔｅｒ￣ａｎｎｕａｌｃｈａｎｇｅｏｆｍａｊｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅｅｓｔｕａｒｙｆｒｏｍ１９９９ｔｏ２０１８年ꎬ长江口沉积物质量良好点位的比例已连续４年达到１００％.１ ２㊀长江口海域海洋生物群落和生态健康状况２０１１ ２０１８年长江口海洋生物状况主要指标的年际变化如图３所示.由图３可见ꎬ浮游植物群落密度自２０１１年起有明显降低ꎬ２０１５年后有所波动ꎬ并呈逐年上升的趋势.浮游植物多样性指数呈波动状态ꎬ２０１１ ２０１８年浮游植物多样性指数变化范围为０ ９１~２ １８ꎬ整体多样性水平较低ꎬ这与逐渐增高的赤潮发生率表现出一定的相关性.综合以往的研究结果ꎬ近３５年来长江口区浮游植物群落结构不断演变ꎬ种类组成趋向简单ꎬ种类个体数量分布不均匀[２４]ꎬ少数优势种类(如中肋骨条藻)在环境条件合适时易大量增殖形成赤潮[２５].群落结构中硅藻为浮游植物中主要类群ꎬ数量上占绝对优势ꎬ但多年来其占比呈缓慢下降趋势ꎬ甲藻种类占比缓慢增加[２４].２０１１ ２０１８年浮游动物密度年际波动较大ꎬ整体呈上升趋势ꎬ变化范围为２８８~２９４２ｉｎｄ.∕ｍ３.浮游动物多样性指数波动较小ꎬ变化范围为１ ８１~２ ４１ꎬ多样性水平相对较高ꎬ但整体呈下降趋势.综合以往的研究结果ꎬ近３５年来浮游动物群落结构趋向简单化ꎬ优势种以桡足类为主ꎬ且桡足类的组成比例有下降趋势[２４]ꎬ其百分比的降低ꎬ显示浮游动物的群落结构正逐渐发生变化ꎬ这与长江口海域生境条件的日益恶化有很大关系.２０１１ ２０１８年大型底栖生物密度和多样性指数年际波动较大ꎬ变化范围分别为５３~１７５ｉｎｄ.∕ｍ３㊁１ ３０~２ ４８ꎬ整体呈上升趋势.长江口及其邻近海域是我国最大的河口渔场ꎬ在我国渔业生产中居重要地位.淡水渔业资源ꎬ如凤鲚㊁刀鲚(Ｃｏｉｌｉａｅｃｔｅｎｅｓ)㊁前额间银鱼(Ｈｅｍｉｓａｌａｎｘｐｒｏｇｎａｔｈｕｓ)㊁鳗鲡㊁白虾(Ｅｘｏｐａｌａｅｍｏｎ)和中华绒螯蟹ꎬ素有长江口六大渔业之称[２５]ꎻ海水渔业资源ꎬ如带鱼(Ｔｒｉｃｈｉｕｒｕｓｊａｐｏｎｉｃｕｓ)㊁小黄鱼(Ｌａｒｉｍｉｃｈｔｈｙｓｐｏｌｙａｃｔｉｓ)㊁大黄鱼(Ｌａｒｉｍｉｃｈｔｈｙｓｃｒｏｃｅａ)和银鲳(Ｐａｍｐｕｓａｒｇｅｎｔｅｕｓ)等均属该区域海洋渔业的主要捕捞对象[２６].近１０年来ꎬ长江口及邻近海域渔业资源因过度捕捞㊁水域生态环境和水质恶化而受到严重损害ꎬ刀鲚㊁凤鲚㊁带鱼㊁大黄鱼和小黄鱼等资源量急剧下降ꎬ低龄化和小型化明显[２７]ꎬ鱼类资源量的衰退可能使甲壳类资源量相对增加[２８￣２９].由于长江口及其邻近海域受到重金属和有机物的污染ꎬ２０００ ２００２年该海域生态环境总体质量处于重污染水平[３０]ꎬ污染导致该海域渔业资源衰退[３１].２００５年后杭州湾可能已经成为长江口海域重金属元素重要的沉积 汇 ꎬ而长江口及其邻近海域表层沉积物中重金属００２１第５期王孝程等:长江口海域生态环境状况及保护对策㊀㊀㊀注:数据来源于２０１１ ２０１８年«中国海洋环境状况公报».图３㊀２０１１ ２０１８年长江口海域海洋生物状况主要指标的年际变化Ｆｉｇ.３Ｉｎｔｅｒ￣ａｎｎｕａｌｃｈａｎｇｅｏｆｍａｊｏｒｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｍａｒｉｎｅｏｒｇａｎｉｓｍｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅｅｓｔｕａｒｙｆｒｏｍ２０１１ｔｏ２０１８元素含量整体上均呈逐步降低的趋势ꎬ生态环境总体质量有所恢复[３２].注:数据来源于２００６ ２０１８年«中国海洋环境状况公报».图４㊀２００６ ２０１８年长江口海域生态系统的健康状况Ｆｉｇ.４ＭａｒｉｎｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍｈｅａｌｔｈｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅｅｓｔｕａｒｙｆｒｏｍ２００６ｔｏ２０１８２００６ ２０１８年ꎬ长江口海域生态系统处于亚健康状态(见图４)ꎬ生态健康评价指数一直呈波动变化ꎬ范围为５２ ８~７１ ３ꎬ均低于９０ꎬ其中２０１６年最低ꎬ２０１４年最高.生态健康的评价主要包含５种指标ꎬ即水环境㊁沉积环境㊁生物质量㊁栖息地和生物群落.长江口海域水环境和沉积环境基本稳定ꎬ其中沉积环境较好ꎬ而水环境一直处于较差状态ꎬ这使得栖息地环境受到威胁ꎬ由于水生生物对环境非常敏感ꎬ对水环境和栖息地的变化反应较强烈ꎬ长期处于恶劣的水质和栖息地环境下ꎬ导致生物质量整体较低ꎬ生物多样性水平较差ꎬ群落结构不稳定ꎬ生态系统健康状况处于亚健康状态.２㊀长江口海域主要的生态问题２ １㊀海水污染严重ꎬ水环境质量较差长江㊁钱塘江等江河的径流每年携带了大量的营养盐类进入长江口海域ꎬ该海域水体污染物浓度较高ꎬ氮㊁磷及化学需氧量浓度均超过ＧＢ３０９７ １９９７Ⅳ类水质标准限值[３３￣３５].无机氮年均浓度显示长江口海域长期属于劣Ⅳ类水质ꎬ而活性磷酸盐年均浓度显示其多数时期属于Ⅳ类水质.目前ꎬ长江口海域是我国海水水质极差的海域之一.除多年水质极差外ꎬ«中国海洋环境状况公报»显示ꎬ长江口海域生物体内的油类㊁总汞㊁砷㊁铅和滴滴涕等指标浓度也普遍超标.环境质量差是致使长江口海域多年来处于亚健康的主要原因之一.２ ２㊀海洋工程和人类活动干扰强烈ꎬ生境破坏严重上海长江隧桥工程㊁杭州湾大桥工程㊁长兴岛造船基地工程㊁长兴 崇明 启东桥隧工程项目㊁长江口深水航道三期疏浚工程和洋山深水港工程等工程１０２１㊀㊀㊀环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究第３３卷的施工和完成ꎬ导致长江口海区海洋生物栖息地严重破碎化.另外ꎬ滩涂养殖的过度发展ꎬ也使余姚和慈溪沿岸的滩涂生物简单化ꎬ基本形成了由单一养殖物种组成的滩涂湿地生物结构ꎬ大大降低了滩涂湿地的物种多样性.同时海洋工程占用了海洋生物的生存空间及洄游路线ꎬ使多个自然洄游通道遭到不同程度的破坏.生境的破碎化和洄游通道的阻断ꎬ加之大型船只频繁穿梭等干扰(包括噪声污染等)ꎬ不仅影响一般过河口性和定居性生物的产卵㊁育幼㊁生长和生存ꎬ而且经常造成许多珍稀动物的非正常死亡.２ ３㊀低氧区长期存在ꎬ成为生态安全的重要潜在威胁长江口海域水体中ＤＯ浓度虽然近２０年有所升高ꎬ但是仍监测到低氧区的存在[３６￣３８].２００２年ꎬ科学家们在长江口及其邻近海域底层发现存在面积约为１３７００ｋｍ２㊁ＤＯ浓度小于２ｍｇ∕Ｌ的低ＤＯ区域ꎬ最低处仅为１ｍｇ∕Ｌ[３９]ꎬ而２００７年在长江口外海区发现了一个更大的近２００００ｋｍ２的低氧区域[４０].研究[４１]发现ꎬ２０世纪９０年代后ꎬ低氧现象的发生概率已逐渐升至９０％.低氧区的存在ꎬ可导致大量海洋生物窒息死亡ꎬ而低氧区消除和恢复则需要漫长的时间ꎬ但迄今未见有消除和恢复迹象.随着长江口海域水体中ＤＯ浓度的变化ꎬ低氧区的范围和程度可能进一步扩大和加剧ꎬ成为长江口海域生态系统的重要潜在威胁ꎬ最终成为长江口生态系统中的生物死亡区或无生物区.２ ４㊀生物群落状况较差ꎬ生态系统健康总体欠佳由于长江口海域生境条件的日益恶化ꎬ浮游植物群落种类组成发生明显变化ꎬ浮游植物中硅藻的占比有所下降ꎬ甲藻有所上升[２４]ꎬ赤潮种类数量异常增殖引发赤潮ꎻ浮游动物种类明显减少ꎬ密度普遍偏低ꎬ原来的优势种类桡足类的种类和数量均呈下降趋势ꎬ结构趋于简单化[４２￣４４]ꎬ２００４年桡足类占浮游动物种类数的５０％ꎬ２００５年㊁２００６年分别降至４６％和４２％ꎬ２００７年降至３０％以下ꎬ２００８年因种类数㊁生物量和密度均呈较大幅度升高ꎬ桡足类的占比也有所反弹ꎬ２００９年之后一直在较低水平波动[２４].渔业资源衰退明显ꎬ长江口及杭州湾传统渔场接近消失边缘[４５].长江口海域生态系统健康状况欠佳ꎬ其主要原因是:①捕捞压力过大ꎬ近１０年来优质渔业资源严重衰退ꎻ长三角海域近岸鳗鱼苗网密布ꎬ对近岸鱼类产卵场㊁索饵场及洄游通道影响极大.②近年来ꎬ三峡水利工程建设和上游工农业用水量增大ꎬ虽对年均径流量无明显影响ꎬ但人为的干预对径流年内变化趋势㊁突变特性和分配特征产生了一定的影响ꎬ使得水流对于岸滩的冲击作用发生改变ꎬ严重地改变了河口生境ꎬ导致产卵场和育幼场功能逐渐丧失㊁鱼类等生物生殖及生长洄游通道受阻ꎬ河口生态系统的生态服务功能丧失严重.③海洋生物饵料来源不稳定ꎬ磷酸盐和无机氮污染严重ꎬ饵料生物的种类组成和优势种类年际变化较大.２ ５㊀外来生物入侵ꎬ赤潮频发随着上海国际航运中心的确立和运营ꎬ洋山港和北仑港大型港口经由远洋船只压舱水携带等途径带来的外来海洋生物日益增多ꎬ特别是外来浮游植物入侵种类的数量越来越多ꎬ土著硅藻种类占比日趋减少ꎬ甲藻类中的有毒赤潮生物的种类和数量不断增多ꎬ时常引发赤潮[４６￣４７]ꎬ其主要原因是:①由于长江口生态系统日趋恶化和脆弱化ꎬ为外来种提供了生存㊁增殖和引发赤潮的条件ꎻ②环境条件的变化致使土著种类不再具有适宜的生境条件ꎬ多数土著种类的种群数量减少甚至消失ꎬ但对于少数土著种类ꎬ如广生性和耐污性较强的中肋骨条藻ꎬ在环境条件合适时也会大量增殖ꎬ并形成赤潮.总体而言ꎬ浮游植物种类多样性明显下降ꎬ群落结构趋向简单化且不稳定.３㊀长江口海域保护修复及管理对策３ １㊀加强顶层设计ꎬ推进落实陆海统筹通过对长江口海域生态环境质量现状的分析和科学评价ꎬ认为在长江口海域生态环境管理中ꎬ应高度重视陆海统筹与区域协调机制的建设. 湾区经济 已经成为带动全球经济发展的增长极ꎬ推动湾区发展已然成为世界各国发展开发型经济㊁确立战略优势的重要经验.长江口海域作为我国极其重要的流域㊁海域交汇区ꎬ其良好的生态环境质量不仅关乎海洋生态环境ꎬ更关乎整个区域的经济社会发展.对长江口海域的生态环境治理必然要加强落实陆海统筹的顶层设计.ａ)规划引领.规划是进行区域调控和管理的重要工具ꎬ具有前瞻性㊁战略性㊁地域性和约束力.落实«中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见»和«水污染防治行动计划»部署ꎬ按照«长江经济带生态环境保护规划»的要求ꎬ依据有关海洋环境保护法律法规㊁生态市建设规划和海洋经济发展规划等ꎬ编制海洋生态环境保护与建设相关专项规划ꎬ通过规划引领区域环境合作行动.ｂ)建立区域协调机制.２０１８年的机构改革ꎬ在生态环境保护领域打通了陆地和海洋ꎬ破除了陆域㊁海域环境保护与管理之间的体制壁垒ꎬ为生态环境保２０２１第５期王孝程等:长江口海域生态环境状况及保护对策㊀㊀㊀护管理的陆海统筹奠定了良好基础.应充分发挥我国生态环境领域改革的制度优势ꎬ整合和发挥生态系统整体性的经济规模效应和污染治理的规模效应ꎬ建立区域协调机制ꎬ全流域 一盘棋 考虑ꎬ加快促进河(湖)长制㊁湾长制等流域㊁海域环境治理协调机制在治理对象㊁治理范围㊁技术标准等方面的有效衔接ꎬ倒逼和统筹河流㊁海域的污染控制目标和考核指标ꎬ突破现有陆海污染物管控不衔接问题ꎬ进一步制定落实流域㊁海域生态环境管理的政策措施体系ꎬ实施河口海湾区域生态环境治理的合理规划㊁共治共管ꎬ强化不同环境政策之间的协同和协调ꎬ为海洋环境保护奠定区域环境合作的政策基础.ｃ)强化科技创新有效供给.充分发挥国家长江生态环境保护修复联合研究中心的平台枢纽作用ꎬ切实强化长江流域科技创新的有效性供给ꎬ推动国家水体污染控制与治理科技重大专项等重大专项成果转化ꎬ重点强化污染物来源解析与综合诊断技术ꎬ地表 地下㊁河 海多过程协同的流域水环境调控技术研究ꎻ加强农业农村污染防治㊁生态保护修复适用技术推荐ꎻ以污染物及其生态效应管控为目标ꎬ开展陆域㊁水体统筹兼顾的治理优先区识别ꎬ引领投资与保护方向.３ ２㊀科学规划临港产业空间布局ꎬ完善陆海统筹的治污体系临港产业布局事关海洋经济的长远发展ꎬ事关人民群众福祉.合理的临港产业布局有利于充分利用各种要素资源ꎬ发挥比较优势ꎬ有利于防止生态环境污染ꎬ维持生态平衡ꎬ提高土地集约利用ꎬ是区域经济持续㊁健康发展的必要条件之一ꎬ对区域经济发展具有非常显著的影响.应科学规划临港产业空间布局ꎬ完善陆海统筹的治污体系.ａ)优化临港产业空间布局规划.按照生态环保优先㊁人与自然和谐㊁陆地与海洋统筹㊁海洋生态环境保护与临海产业发展统筹安排的原则ꎬ做好临港产业布局顶层设计ꎬ统筹产业发展规划ꎬ从源头控制临港产业海洋环境污染.针对临港产业布局现状ꎬ客观分析存在的问题ꎬ进一步调整优化临港产业布局ꎬ以实现海洋经济建设与海洋生态环境保护更为协调发展.ｂ)加强涉海产业的污染管理.将长江口流域的污染治理与海洋环境保护结合起来ꎬ建立陆海统筹的生态修复与污染防治联动机制ꎬ分清轻重缓急ꎬ分级分区实现精准施策.依据长江口流域㊁海域生态环境污染防治的特征ꎬ系统全面推进水污染综合治理ꎬ加大在治水体制和生态补偿机制等方面的技术与政策支持ꎬ加快流域㊁海域水环境质量的全面改善.禁止在沿岸及岛屿新建㊁扩建污染海洋生态环境的项目ꎬ对现有的企业事业单位超过标准排放污染物的ꎬ要依法限期治理ꎬ对污染严重㊁难于治理或治理后仍达不到要求的涉海产业ꎬ要按照管理权限坚决依法予以关停.３ ３㊀加强污染物入海排放管控ꎬ提升海洋环境保护意识通过实施环评㊁总量控制等制度ꎬ优化排污口布局ꎬ严格管理围填海活动ꎬ加强污染物入海排放管控ꎬ逐步减少入海污染物总量.具体措施包括:①严格海洋环评制度.发展海洋经济必须以环境容量为前提ꎬ要加强涉海工程的建设监督管理ꎬ严格执行海洋经济发展规划与项目的环境影响评价和环保设施 三同时 制度ꎬ排放非达标项目坚决一票否决ꎬ确保海洋经济可持续发展.②严格管理围填海活动.严格围填海项目审查ꎬ严格执行围填海禁填限填要求ꎬ从严限制单纯获取土地性质的围填海项目ꎬ制定并严格执行围填海规划ꎬ除政府组织的海域海岸带整治少量填海外ꎬ在港口航道附近和港湾区域要禁止围填海.③严格涉海产业准入.制订严格的涉海产业准入标准ꎬ项目选址要进行科学论证ꎬ特别是要强化对布局密集㊁规模庞大的化工㊁钢铁㊁火电㊁炼油项目环评论证ꎬ严格落实涉海产业准入和环保要求ꎬ择优发展临港工业ꎬ禁止高污染㊁高排放企业在临港落户.④对主要工业污水实行深度处理和废水回用ꎬ提高污水处理脱氮㊁脱磷效率ꎬ实现工业污水达标排放和有毒有害污染物 零排海 .加强城市污水处理设施㊁沿岸污水管网系统和中水回用系统建设ꎬ提升生活污水处理能力ꎬ实现城市污水１００％处理ꎬ再生水１００％回用.重视农业面源污染的治理ꎬ发展高效农业和先进的施肥方式ꎬ降低化肥㊁农药使用量.⑤以 三磷 综合整治㊁城镇污水收集与治理能力提升为抓手ꎬ继续强化磷污染工业和生活点源污染全过程防控.与此同时ꎬ大力推进重点区域面源污染综合管控.结合面源普查㊁污染通量测算等结果ꎬ宜将湖北省㊁湖南省㊁江苏省㊁安徽省㊁江西省５个省份作为重点区域ꎬ将汛期水质恶化河流∕湖泊作为重点对象ꎬ切实强化污染治理.⑥合理调整养殖布局和结构ꎬ控制养殖自身污染.推进生态渔业建设ꎬ建立和优化鱼㊁贝㊁藻间养和轮养复合生态养殖模式ꎬ重点鼓励发展浅海藻类养殖ꎬ根据养殖环境容量ꎬ调整和优化海水网箱养殖布局ꎬ开展养殖网箱标准化改造建设ꎬ推广应用配合饲料.３ ４㊀保障海洋生态建设资金ꎬ强化海洋生态保护与建设３０２１。
长江口
研究区域：
长江口及毗邻碧海行动计划的范围包括海 域和陆域两部分, 其中陆域包括江苏、浙江 两省所属沿海沿江14 个地市及上海市全市。 江苏省有苏州市、无锡市、泰州市、南通 市、镇江市、常州市、扬州市和南京市; 浙 江省有台州市、舟山市、宁波市、绍兴市、 杭州市、嘉兴市; 陆域面积共计10.36万 km2。海域包括三省市近岸海域, 即长江口、 杭州湾及毗邻海域, 范围为32o00`~ 29o30` N,123o E以西海域, 面积约3.8万km2。生 态模型研究区域包含长江口、杭州湾大范 围水体, 地形见右图：
长江口生态系统动力学模型概述
Y14物理海洋 陈天华 S14070700023
主要内容
1
研究背景及意义
2
国内外研究现状
3
模型应用举例
4
展望
研究背景及意义
长江口是我国第一大河口,世界第三大河口,自然条件优越,生物品种多样, 但随着长江三角洲经济的发展和人类对海洋资源的开发利用,长江口面临 着严峻挑战:由于入海泥沙减少,近年来,尽管长江口潮间带滩地保持着较 高的淤涨趋势,但水下三角洲堆积速率已明显趋缓,专家初步研究表明,近 20年长江口水下三角洲已出现大范围的侵蚀;长江虽携带着大量的营养 物质,但同时伴有大量的污染物质下泄，多年的环境污染、过度捕捞、高 度围垦以及各种海岸工程的建设,使长江口生态环境己失去平衡,湿地面 积减少,河口生态系统也全面衰退;海平面的逐年上升也会威胁到海堤的 安全,盐水入侵对沿海居民的生活影响逐渐加剧。 2002年国家海洋局发布实施了《全国海洋功能区划》,对长江口—杭州 湾海域功能进行了规划,提出将环境治理,经济发展和生态保护等因素共 同考虑,这对于维护健康长江具有重要意义,也关系到我国构建和谐社会 和经济社会可持续发展。而综合开发、整治长江口和利用丰富的自然资 源,要求充分了解长江口的水动力环境特征以提供智力支持。
长江口水动力学及其泥沙运输规律
长江口水动力学及其泥沙运输规律一、长江口概况：长江河口地处我国东部沿海，受到来自流域径流、泥沙和外海潮流、成水入侵、风、波浪及河口科氏力和复杂地形等绪多园了的影响，动力条件多变，泥沙输运复杂。
从陆海相互作用的角度看，长江河口至少存在几个水沙特性不同的典型河段，而每个典型河段又存在不同性质的界面，如：大通河段(潮区界)、江阴河段(潮流界)、徐六径河段(盐水入侵界)、拦门沙河段(涨落潮流优势转换界面)、口外海滨区(泥沙向海扩散的外边界和长江冲淡水扩散的外边界)。
每个典型河段及关键界而都涉及到物质和能量的传输；每个典型河段及关键界面都有其固有性质，且相互影响，可以说河口过程在很大程度上被发生在每个典型河段的界面上各种现象所制约。
二、水动力方程及验证1、长江口水动力过程的研究进展（长江口水动力过程的研究进展）在过去20多年中, 长江口水动力过程研究成果大量来自河口海岸学家、物理海洋学家、海岸工程师、环境流体力学家的文献、著作。
本文的目的是力图把这些文献(以正式发表的文献为准,不包括研究报告)汇集起来,对长江口潮流、余流、波浪、盐水入侵的研究进行总结, 究竟我们对长江口水动力过程了解多少?究竟长江口水动力过程还有哪些问题值得研究?1.1 长江口余流、环流、水团、长江冲淡水基于现场实测资料, 胡辉等1985年对长江口外海滨余流的运动变化特性进行了一定的研究。
研究结果表明: 长江口外余流约为潮流的1/ 2～1/ 5 , 上层余流以向东为主, 中层余流多偏北, 底层余流有偏西的趋势。
径流是长江口外上层余流的重要组成部分,并以冲淡水的形式存在; 中、下层余流则与台湾暖流的顶托和牵引有关。
王康、苏纪兰1987年研究了长江口南港的横向环流、垂直环流及其对悬移质输运的影响。
在前人基础上导出了长江口相对观测层次的物质断面传输公式,增加了反映环流及振荡切变的各种相互关系的有关项。
基于现场观测资料,Wang等1990年研究了长江口水团、长江冲淡水团等的基本特征。
长江口北支近期河床演变分析
ｌ 岸 线 及 平 面 形 态 分 析
历史 上北 支大 多处 于 自然 演变 状 态 ， 类 活 动较 人 少 。２ ０世纪 ９ Ｏ年代 以来 ， 随着 社 会 经济 的不 断发 展 ，
在 １８ ９ ４～２ ０ ０ ８年 的近 ２ ４ ａ间 ， 支岸 线 外 移 幅 北 度 较大 ， 北支 的平 面形 态 已由过 去 的 沿程 展 宽 束 窄成
长 江 口北支 近 期 河 床 演 变分 析
李伯 昌 余 文 畴 郭 忠 ０ ， ， － ，施 慧 燕
（ ． 江 水 利 委 员会 长 江 口水 文 水 资 源 勘 测 局 ， 海 ２ ０ ３ ； ２长 江科 学 院 河 流 所 ， 北 武 汉 ４ ０ １ ） １长 上 ０ １ ６ ． 湖 ３ ００
关
键 词 ： 面 变化 ；断 面 变 化 ；冲 淤 变化 ；水 深 变化 ； 江 口北 支河 床 平 长 文 献 标 识 码 ： Ａ
中图 法 分 类 号 ： Ｖ ４ Ｔ １７
长 江 口上 起 徐 六 泾 ， 至 口外 ５ 下 ０号 灯 标 ， 长 约 全 １ １８ ｋ ８ ． ｍ。 河 段 平 面 型 态 呈 扇 形 ， 三 级 分 汊 、 口人 为 四
形 。
ｋ ③ 前进 闸至 堡 镇 港 圈 围 ， ｍ； 面积 约 １ ． ｍ ， 下 ３３ｋ 上
长约 ４ ５ｋ ． ｍ。 目 前 ， 明 北 沿 促 淤 圈 围 工 程 正 在 按 崇
《 长江 口综 合 整 治 开 发 规 划 》（ ０ ８年 ３月 国务 院批 ２０
准 ） 定 的北 支 近 期 整 治 方 案—— 中缩 窄 方 案 （ 图 确 见
附近 ， 围面 积 约 １ ５ ｍ ， 线 最 大 外 移 距 离 达 １ 圈 。９ ｋ 岸
长江口海域表层沉积物重金属元素赋存形态特征
长 江 口海域 表层沉 积物重 金 属元素赋 存形 态特 征
何 中发 ，方 正 ，温晓 华 ，张 琢 ，王 张 华。 ，赵 宝成 ，谢 建 磊 ，李 晓
（． １上海市地质调查研 究院 ，上海 ２０７ ； ． ００２ ２ 华东师范大 学河 １ ３ ： 海岸 学国家重 点ｙ验室 ，上海 ２０６ ） － ． ００２
＿城 主 ＠师 基调 多 联４ 从 电１域 事８要 作９海 修２， 收０岸 子６ 金． 系质 者一 订查 稿９ 邮 市） 项调 电男 简Ｏ 日， 话“ 箱 地查 介， 期ｎ 目硕 质研 ：上 ０， ｈ究 何海 ２士 中工 与市 ｅ ｌ程 国 １近 海 ． ２ ｏ ５ ｆ 发 — 地 ６ 岸 ０ ａ ４ １ （ 质 — 带 地 ７ Ｃ 局 Ｉ
后用木槌 敲碎过２ 目筛 ，之后送 交实验室 进行分析 测 ０
试 。测定的重金 属元素为 汞 、镉 、铅 、锌 、砷 、铬 、
铜 、镍８ ，测试指标按照 （ 种 （ 中国地质调查局地质调查 技术标准（ ２ ０ —３：生态地球化学评价样 品分析技 ＤＤ ０ ５０ ） 术要 求（ 试行） 中确定 的水溶 态 、离子 交换态 、碳 酸 》
支后 ，北支 日益淤浅 ，潮流作用加强 ，使水 、沙 、盐 由
为 国家及 地方经济 社会可 持续发展 和区域规划提 供依 据 。长江 口地 区沉 积物元 素分 布特征 前人 已有 较多研 究 ，土壤 及沉积物 重金属元素 赋存形态 目前也是地 球 化学领 域研究热点之一 ｌ ］ ２ ，本次研 究工作主要从地球 化学 生态效应 的角度查证 重金属元 素的赋存 特征及其 潜在生态风险。
上 海 国土 资 源 Ｓ ａ ｇ ａ Ｌ ｎ ｅ（ Ｐ ｈ ｎ ｈ ｉ ａ ｄ＆ ）
长江口北支沉积动力变化及对人类活动的响应
演变和人类围垦的影 响 下，长 江 口 北 支 的 水 动 力 条 件 发生了显著变化。近 年 来，已 有 学 者 在 河 槽 演 变 与 滩 涂资 源 利 用 ［３］、河 床 演 变 及 综 合 开 发 利 用 规 划 构 想 ［４］、围垦对 水 动 力 影 响 的 数 值 模 拟 ［５］、围 涂 对 河 势 的影响 等 ［６］ 方面进 行 了 大 量 研 究。 然 而，对 于 长 江 口 北支沉积动力变化过程及对人类活动的响应还缺乏系 统的梳理。本文在前 人 研 究 的 基 础 上，从 分 水 分 沙 比 下降和水沙倒灌等角 度，分 析 北 支 沉 积 动 力 环 境 在 人 类活动影响下的变化过程和阶段划分。
（１．盐城师范学院 江苏沿海开发研究院，江苏 盐城 ２２４００７； ２．南京大学 地理与海洋科学学院，江苏 南京 ２１００２３； ３．江苏师范大学 地理测绘与城乡规划学院，江苏 徐州 ２２１１１６）
摘 要 ：人 类 围 垦 活 动 对 长 江 口 北 支 沉 积 动 力 环 境 的 变 化 具 有 重 要 影 响 。 从 自 然 河 势 调 整 和 人 类 围 垦 活 动 两 个
趋于淤废。
关 键 词 ：沉 积 动 力 ；河 势 变 化 ；环 境 变 化 ；人 类 活 动 ；长 江 口 北 支
中 图 法 分 类 号 ：ＴＶ６９８ 文 献 标 志 码 ：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４１７９．２０１９．０９．００５
历史时期长江口北支河道演变及其对苏北海岸的影响
历史地理第十七辑历史时期长江口北支河道演变及其对苏北海岸的影响"王庆刘苍字前言众所周知，长江河口属径流一潮流型分汉河口，全新世中期以来长江河口总是以北支废弃、主槽南偏的方式来实现其河口过程。
在老北支衰退的同时，新北支已在孕育之中。
随着这一过程的迭次更替，不仅在三角洲平原地貌上留下了蛛丝马迹，而且对苏北南部的海岸轮廓线产生显著影响。
本文主要通过志书和历史地理文献的有关记述，分析长江口北支河道演变的历史过程，并探讨这一过程对苏北南部海岸地貌发育的影响，以期进一步揭示长江河口，特别是北支形成、发展、衰亡的规律，并为现今长江口北支的开发利用提供一个历史借鉴。
一、长江口北岸沙嘴的形成全新世最大海侵结束以来，在长江河口不断束狭和向海延伸的过程中，长江口北岸沙嘴也几经变迁，总的趋势是不断向东南方向迁移。
全新世中期长江口北岸沙嘴位于今扬州、泰州地区，被称为扬泰古沙嘴，平面形态略呈三角形，东西长约100公里，南北宽约25公里，平均海拔7〜8米。
扬泰沙嘴上分布有一系列东北一西南走向的条状沙脊及脊间低洼地，反映沙嘴在向东南推展进程中曾有过多次停顿。
最东一条沙脊展布于海安、如皋地区，被称为赤岸。
枚乘（？〜前140）《七发》中“凌赤岸”，郭璞（276〜324）«江赋》中“鼓洪涛于赤岸”，即此赤岸。
1973年发掘海安县青墩新石器遗址时，曾对探坑内所取样品进行04年代测定,结果为5970士190、5235±135aBP o由此判断，从距今5000年前起，至迟迄公元324年止，长江口北岸沙嘴位于今如皋一带。
春秋、战国时期，在扬泰古沙嘴以东海中有扶海洲出水，其范围大致相当于今如皋县境地区（图1）。
古扶海洲与扬泰沙嘴（赤岸）之间的古长江北支（夹江），沿如皋东陈和海安沿口一线呈东北一西南向展布，位置相当于今小芹河一带。
从汉代起扶海洲逐渐与扬泰沙嘴涨连，三国时代时古夹江上游端已淤闭成低洼的荡地，被称为高阳荡。
长江口北支河段演变分析及航道治理思路初探
长江口北支河段演变分析及航道治理思路初探杨芳丽;韩婷;闫军;陈飞【摘要】长江口北支河段区域条件优越,发展潜力巨大,航道条件极为重要.掌握北支河段演变特点是北支航道治理的基础,探究航道治理思路是下步北支航道系统治理的重要技术支撑.通过收集长江口北支河段近年来的水文地形资料,分析该河段近期演变特点及其河道演变趋势,根据上、中、下段河道演变和航道条件变化情况,初步提出了各段的航道治理思路.研究表明,北支航道整治宜在已有河势控制工程的基础上,采取“深水深用、浅水浅用”的分段治理思路.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】4页(P79-82)【关键词】北支河段;河道演变;治理思路【作者】杨芳丽;韩婷;闫军;陈飞【作者单位】长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011;长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011;长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011;长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011【正文语种】中文【中图分类】U617.5长江口地区是当前我国经济社会发展较快的区域，发展潜力大，对长江流域和全国经济发展的带动作用明显。
北支河段是长江口的入海通道之一，西起崇明岛头，东至连兴港，全长约83 km，流经上海市崇明县和江苏省海门市、启东市，两岸临江濒海、海陆兼备，区位条件优越(图1)。
由于上游河势变化及人工围垦等原因，北支口门宽度不断缩窄，进流条件恶化，至1958年，分流比已减至8.7%左右。
北支已逐渐演变为涨潮流占优势的河道[1-2]。
长江口北支是长江口河段的1级汊道，历史上曾经是长江径流的入海主通道。
北支航道历史上曾开通过上段航道，20世纪50年代初开始设置助航标志，航道里程46 km，20世纪80年代延伸到58 km。
后随着北支上口逐渐淤浅，1999年起，部分助航标志停止发光，至2001年2月21日撤销浮标，暂停岸标发光，改设昼标。
2008年10月长江航道局开始进行了一期航标恢复性工程建设，一期工程实施后，为了充分利用自然航道条件，北支口—连兴港航道设置为小轮航道，不具体规定航道维护水深和航道尺度要求，船舶在本河段通过乘潮和参考最新航道测图航行。
径流变化下长江口多分汊系统冲淤分布差异及动力机制
第34卷第4期2023年7月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCEVol.34,No.4Jul.2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.04.011径流变化下长江口多分汊系统冲淤分布差异及动力机制朱博渊1,2,刘凌峰1,2,李江夏1,2,程永舟1,2,胡旭跃1,2(1.长沙理工大学水利与环境工程学院,湖南长沙㊀410114;2.水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室,湖南长沙㊀410114)摘要:为探究水库调平径流过程下长江口多分汊系统冲淤规律,根据1950 2021年水沙㊁地形和工程资料,拟定径流强度指标(D a ,60000m 3/s 以上流量多年平均持续天数)㊁追踪滞流点位置和按航道疏浚还原北槽冲淤量辨析长江口冲淤分布差异和动力机制㊂结果表明:D a 越大,越利于北部和南部汊道落潮分流比增大和减小,促进北部汊道冲刷加剧㊁淤积减缓和南部汊道淤积加剧㊁冲刷减缓,且利于北部和南部汊道淤积重心向下游和上游移动;冲淤差异受水流惯性和南岸节点挑流驱动,径流流量变化使得落潮主流北偏或南偏,形成南北汊道横向和纵向冲淤的联动机制;随着径流过程持续坦化,长江口北部汊道整体和上段将维持淤积加剧或冲刷减缓趋势㊁下段将维持冲刷加剧或淤积减缓趋势,南部汊道冲淤趋势相反;北槽滞流点在上下段间迁移的临界径流流量为35000m 3/s,未来上段淤积可能增强,建议适时调整航道维护区段㊂关键词:冲淤分布;多分汊系统;径流坦化;深水航道;滞流点;长江口中图分类号:TV147㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)04-0585-14收稿日期:2023-03-14;网络出版日期:2023-07-26网络出版地址:https :ʊ /kcms2/detail /32.1309.P.20230726.1139.002.html 基金项目:国家自然科学基金资助项目(52209079);湖南省教育厅科学研究项目(20B021)作者简介:朱博渊(1989 ),男,湖南张家界人,讲师,博士,主要从事水力学及河流动力学研究㊂E-mail:boyuan@潮汐分汊河口处于流域与海洋交汇区,其冲淤演变与沿海城市防洪㊁航运及土地资源利用密切相关[1-3]㊂近70a 来流域兴建水库,显著改变潮汐分汊河口上游水沙边界条件,使得潮汐分汊河口呈现不同的冲淤演变过程㊂研究表明,水库拦蓄泥沙导致年入海沙量减少,使得潮汐分汊河口水流挟沙次饱和,造成冲刷[4-5]㊂水库拦蓄径流导致年入海径流量减少,对潮汐分汊河口的影响通常分为2种情况:一是导致河口水流挟沙能力降低,引发淤积[6];二是导致河口涨潮流相对增强,既可能将更多口外泥沙扫入河口产生淤积[7],也可能受增强的涨潮流作用而冲刷[8]㊂流域水库除改变年入海水沙总量外,也调节入海径流年内分配过程[9-10],径流过程变化下潮汐分汊河口冲淤演变如何响应,当前关注较少㊂长江口是亚洲第一大河口,呈多级分汊形态,围绕长江流域水库建设对长江口冲淤影响问题已有大量研究成果㊂长江上游梯级水库群建设对年入海径流量改变不大,但大幅减少年入海沙量,使得长江口水下三角洲㊁前缘潮滩和南支至长兴岛尾部区域由淤转冲[2,11-12]㊂同时,水库调平入海径流年内分配过程,使得洪水流量持续时间减少㊁中枯水流量持续时间增多[13],洪水动力减弱导致涨潮流向口内输沙增强,对长江口整体和拦门沙区域维持淤积有利[13-14]㊂然而,潮汐分汊河口冲淤演变的主要特征表现为径潮交互作用下汊道间横向冲淤交替和泥沙沿各汊道纵向输移㊁堆积[15-17],径流过程调平对长江口多分汊系统内横向和纵向冲淤作用如何,缺乏研究㊂径流过程调平已使得长江中下游分汊河道的洪水汊呈淤积萎缩趋势㊁枯水汊呈冲刷发展态势[18-19],亟待研究径流过程调平对科氏力作用下长江口 南兴北衰 演变模式[20]的影响及造成的各汊纵向冲淤特征㊂本文根据1950 2021年长江口日均径流流量系列㊁日均流域来沙量系列㊁汊道落潮分流比㊁落潮流量㊁流场分布㊁沿程潮位㊁滞流点位置㊁深水航道疏浚量和汊道地形等资料,分析不同径流强度下南北汊道及各汊内上㊁下游区段的冲淤差异,揭示多分汊系统内横向和纵向冲淤联动机制,预测冲淤趋势㊂研究成果以期586㊀水科学进展第34卷㊀为深水航道治理㊁长江口综合治理和长江上游大型梯级水库优化调度提供参考㊂1㊀研究区域与方法1.1㊀研究区域概况长江口东西长180km,南北宽6~90km,呈 三级分汊㊁四口入海 形态格局,崇明岛处分为南北支,南支在长兴岛和横沙岛处分为南北港,南港在九段沙处分为南北槽(图1)㊂图1㊀研究区域示意Fig.1Outline map of the study area长江口年径流量约9000亿m3(1950 2021年),多年变化不大(图2(a)),但径流年内分配过程受流域梯级水库调度而坦化(图2(b))㊂以三峡水库蓄水时间为界,从蓄水前(1950 2002年)到蓄水后(2003 2021年),洪水(大通站流量Q>50000m3/s)和枯水(Q<10000m3/s)流量级多年平均持续天数分别由34d 和36d减少为24d和2d,中枯水(10000<Q<20000m3/s)流量级多年平均持续天数由94d增加为136d (图2(b))㊂受长江上游水土保持活动影响[21-22],长江年入海沙量自20世纪80年代中期开始显著减少,三峡水库蓄水后减少幅度更为明显(图2(a)),蓄水前和蓄水后多年平均输沙量分别为4.25亿t和1.32亿t (图2(a))㊂长江口径流变差大,历史最大洪峰流量为91800m3/s(1954年8月1日),最小流量仅为6300m3/s(1963年2月20日),相差近15倍,为多分汊系统内主流摆动提供了动力条件㊂长江口为中等潮汐河口,口门处多年平均潮差为2~3m,多年平均流速为1m/s,潮流一天内两涨两落,但涨潮流量和潮差在年际尺度变化不大[13]㊂长江口工程众多,其中北槽深水航道工程㊁北支围垦工程和北港青草沙水源地工程(图1)对汊道演变产生重要影响㊂北槽深水航道工程1998年开工,一期工程起止时间为1998年1月至2001年6月,二期工程起止时间为2002年5月至2004年12月,三期工程起止时间为2006年9月至2010年3月,一㊁二期工程内容包括双导提㊁丁坝建设和疏浚,三期工程主要为疏浚(图1)[23-24]㊂北支围垦工程1958年开始实施,显著缩窄了河床边界(图1)[25-26]㊂北港青草沙水库2007年开始建设,位于北港进口段,束窄了进口边界(图1)[2,27]㊂㊀第4期朱博渊,等:径流变化下长江口多分汊系统冲淤分布差异及动力机制587㊀图2㊀大通站水沙多年变化过程Fig.2Multi-year variation in water and sediment fluxes at Datong station1.2㊀数据处理与研究方法1.2.1㊀径流强度指标大通水文站为长江干流最后一个具有长期水沙观测资料的站位,且大通以下无较大支流入汇(图1),以其1950 2021年水沙系列代表流域进入长江口的水沙过程㊂统计大通站洪水流量级各时段多年平均持续天数,以衡量径流对长江口冲淤作用强度,考虑到长江口造床流量为60400m3/s[15],以60000m3/s以上流量多年平均持续天数(D a)为统计对象㊂1.2.2㊀滞流点位置滞流点附近是泥沙集中落淤区域,其位置迁移影响长江口汊道纵向冲淤,具体定义为在一个全潮过程中河槽水流近底层涨落潮净流程为0的点[28-29],用方程表示如下:S=ʏT0v d t=0(1)式中:S为一个全潮过程中河槽水流近底层某点净流程,m;v为该点t时刻的流速矢量,m/s;T为一个全潮周期,s㊂本文主要关注南北槽滞流点位置,不同时间滞流点位置及对应大通站流量和中浚站潮差来源于文献[30-33]㊂1.2.3㊀地形处理汊道冲淤变化分析涉及多套水下地形测图,其中,北支测图年份为1978年㊁1991年㊁1998年㊁2001年㊁2007年和2013年,南支测图年份为2002年㊁2007年㊁2013年和2017年,北港测图年份为1997年㊁2002年㊁2007年和2013年,南港测图年份为1997年㊁2002年和2007年,北槽和南槽测图年份为1997年㊁2002年㊁2007年㊁2013年和2017年㊂地形测图比尺范围为1ʒ10000~1ʒ120000,测点密度范围为37~171个/km2,588㊀水科学进展第34卷㊀对应空间点距范围为80~150m㊂对地形测图进行数字化,投影坐标系统为北京54坐标系,并将高程基准面统一为理论最低潮面㊂采用克里金空间插值法对数字化后地形测点进行插值,生成连续地形,以计算汊道冲淤速率,对应网格分辨率根据测点平均密度取为100m ˑ100m㊂此外,还从各套地形中提取和从文献[34-37]中收集汊道深泓高程㊂表1㊀北槽冲淤速率还原计算数据Table 1Data for restoration calculation on erosion-㊀㊀㊀deposition rate in North Passage 单位:亿m 3P E D 1997 2002年-1.928 1.0692002 2007年 1.1311.9712007 2013年-5.267 5.1452013 2017年-2.936 3.460北槽于1984年开辟航道以来,以年疏浚量0.12亿m 3维持航深和航宽,1998年实施深水航道工程后,疏浚量显著增大[2]㊂根据北槽各年疏浚量[2,38-39],对北槽冲淤速率还原如式(2),式中各参数取值见表1:V =E +D AP(2)式中:V 为还原后北槽冲淤速率,m /a;E 为根据某2a 地形直接计算得到的北槽冲淤量,m 3;D 为该2a 之间北槽总疏浚量,m 3;A 为计算区域面积,A =349.2km 2;P 为相邻2套地形的时间跨度,a㊂2㊀汊道冲淤分布差异2.1㊀横向冲淤差异表2显示,除北支2001 2007年及2007 2013年㊁南支2002 2007年及2007 2013年和南槽19972002年及2002 2007年外,长江口南北汊道横向冲淤差异主要取决于D a ,D a 越大,北部汊道(北支㊁北港㊁北槽)落潮分流比越大,相应冲刷/淤积速率越大/越小㊁或由淤转冲㊁或冲刷/淤积速率大于/小于南部汊道;南部汊道(南支㊁南港㊁南槽)规律则相反㊂此外,南槽冲淤还受口外风暴潮影响,2002 2007年㊁2007 2013年和2013 2017年3个时段对比,D a ㊁南槽落潮分流比和冲淤速率取值虽符合南部汊道规律,但D a 均维持低值㊁落潮分流比均维持高值条件下,南槽均维持淤积,原因为3个时段内发生的系列风暴潮携带口外泥沙进入南槽[13-14]㊂表2中,V 正值代表淤积㊁负值代表冲刷,北槽冲淤速率为根据航道疏浚还原后的结果;λ为汊道落潮分流比,定义为各级分汊中某汊落潮流量占两汊落潮流量之和的比例㊂表2㊀长江口汊道V 与D a ㊁λ对应关系Table 2Relationship among V ,D a and λin branching channels of Yangtze Estuary时段北支D a /d λ/%V /(m㊃a -1)时段南支D a /d λ/%V /(m㊃a -1)时段北港D a /d λ/%V /(m㊃a -1)1978 1991年60.270.0721991 1998年26 3.660.0502002 2007年4110.300.0361997 2002年2952.17-0.131**** ****年36 3.66-0.0062007 2013年5110.30-0.0132002 2007年449.120.0552001 2007年3-10.300.0282007 2013年5-10.30-0.0372013 2017年996.48-0.0072007 2013年551.910.006时段南港D a /d λ/%V /(m㊃a -1)时段北槽D a /d λ/%V /(m㊃a -1)时段南槽D a /d λ/%V /(m㊃a -1)1997 2002年2947.83-0.1241997 2002年2954.83-0.0411997 2002年2945.17-0.0292002 2007年448.480.1482002 2007年451.520.0792002 2007年450.88-0.0182007 2013年542.87-0.0052007 2013年557.130.0112013 2017年943.630.0302013 2017年956.370.068㊀第4期朱博渊,等:径流变化下长江口多分汊系统冲淤分布差异及动力机制589㊀2.2㊀纵向冲淤差异表3显示长江口南北汊道深泓分段平均高程变化过程(各汊分段剖分情况见图1),可以看出,除北支各时段和南支1998 2002年外,长江口南北汊道内部纵向冲淤差异主要取决于D a,随D a增大,北部汊道(北支㊁北港㊁北槽)上段冲刷速率增大或淤积速率减小㊁下段冲刷速率减小或淤积速率增大,从而淤积重心向下游移动;南部汊道(南支㊁南港㊁南槽)规律则相反㊂南北槽纵向冲淤还受深水航道整治工程和口外风暴潮影响:北槽2007 2010年深泓受深水航道三期工程疏浚(图1)影响显著降低,2010 2019年深泓受南坝田挡沙堤加高工程实施㊁航道疏浚量减小和流域减沙[36,40]影响变幅明显减小;南槽1997 2002年λ较小,但该时期北槽上段丁坝(图1)增强了南槽落潮动力,使得深泓整体冲低㊁集中于中上段(Ⅰ Ⅱ),2002 2007年下段深泓(Ⅲ)受口外风暴潮掀沙影响[13-14]有所冲低㊂表3㊀长江口南北汊道深泓分段平均高程变化Table3Variation in segment-average thalweg elevation in branching channels of Yangtze Estuary年份北支D a/dλ/%深泓平均高程/m区段Ⅰ区段Ⅱ区段Ⅲ年份南支D a/dλ/%深泓平均高程/m区段Ⅰ区段Ⅱ区段Ⅲ1978年1991年1998年2001年2007年2013年62636350.273.663.66-10.30-10.30-8.80-10.13-10.05-8.80-6.25-6.28-6.16-5.15-6.70-5.63-6.00-7.95-6.81-5.55-7.10-6.91-6.99-8.741998年2002年2007年2010年2018年3249996.69110.3096.7296.61-23.86-32.43-33.48-32.05-39.70-29.21-30.83-22.66-24.73-33.71-12.25-20.80-20.43-24.10-25.71年份北港D a/dλ/%深泓平均高程/m区段Ⅰ区段Ⅱ区段Ⅲ年份南港D a/dλ/%深泓平均高程/m区段Ⅰ区段Ⅱ区段Ⅲ1997年2002年2007年2013年294552.1749.1251.91-14.92-11.78-7.85-15.52-13.48-7.83-15.00-12.33-8.38-16.25-9.77-5.701997年2002年2007年2019年294747.8350.8848.15-16.77-14.95-14.15-15.87-19.75-12.88-17.83-17.13-14.13-15.94-16.85-13.00年份北槽D a/dλ/%深泓平均高程/m区段Ⅰ区段Ⅱ区段Ⅲ年份南槽D a/dλ/%深泓平均高程/m区段Ⅰ区段Ⅱ区段Ⅲ1997年2002年2007年2010年2019年29491054.8348.4843.2443.13-10.00-9.18-8.08-11.35-9.60-9.00-10.48-10.46-11.03-12.88-13.09-13.58-12.69-12.39-12.611997年2002年2007年2013年294545.1751.5257.13-7.75-9.25-9.86-10.30-6.78-7.45-6.76-6.23-6.50-6.65-7.23-5.372.3㊀冲淤分布动力机制2.3.1㊀横向和纵向冲淤联动机制图3显示,长江口北支㊁北港㊁北槽落潮分流比均随径流流量增大而增大,南支㊁南港㊁南槽落潮分流比均随径流流量增大而减小㊂原因在于2个方面:一是落潮流自身惯性,在长江口 南兴北衰 自然模式下,590㊀水科学进展第34卷㊀南部汊道河底地形普遍较北部汊道低[20],落潮流量越大水流惯性越大,流路趋直,利于北部汊道分流,落潮流量越小水流惯性越小,受地形束缚明显,水流更易进入南部汊道;二是长江口南岸沿线有若干节点[15],落潮流量越大,越利于节点将落潮主流挑向北部汊道㊂图3提供了南北汊道落潮分流比与径流流量(Q)和潮差(T0)的拟合关系,图中潮差均根据3条港潮位站(图1)观测潮位求得,3条港潮位站靠近口门,可近似代表口门处潮汐动力㊂以下3个方面的检验结果反映出拟合方程的可靠性:①相关系数(R2)均在0.6以上(甚至大于0.9)㊂②方程表明北支㊁北港㊁北槽落潮分流比均随径流流量增大而增大㊁随潮差增大而减小;南支㊁南港㊁南槽落潮分流比均随径流流量增大而减小㊁随潮差增大而增大㊂③自南北支至南北槽,径流流量和潮差贡献权重(W Q㊁W T0)分别减小和增大(注:贡献权重为Q或T0前系数绝对值与两变量前系数绝对值之和的比值)㊂图3㊀长江口各汊道λ随Q和T0变化特征Fig.3Variation inλwith runoff discharge(Q)and tidal range(T0)for branching channels of Yangtze Estuary 综合南北汊道落潮分流比对径流流量和潮差变化的响应关系,汊道冲淤有如下联动机制:径流流量大时,各分汊口由南向北的横向水位差大㊁落潮主流向北部汊道偏转(图4(a)),北部汊道落潮分流比大㊁落潮动力强(图4(a)㊁图4(b)),涨潮动力则相对减弱(图4(b)),增强的落潮动力使得北部汊道冲刷加剧或淤积减缓,且由于上段迎流顶冲,冲刷加剧或淤积减缓集中在上段,下段则受涨潮流顶托和上段冲刷泥沙补给而淤积加剧或冲刷减缓,导致淤积重心位于下段(图4(b));南部汊道落潮分流比小㊁落潮动力弱(图4 (a)㊁图4(b)),涨潮动力则相对加强(图4(b)),增强的涨潮动力顶托落潮流㊁减小落潮流速的同时,也带入口外泥沙,使得南部汊道淤积加剧或冲刷减缓,且由于下段涨潮流强劲㊁迎流顶冲,冲刷加剧或淤积减缓集中于下段,上段则受落潮流顶托和下段冲刷泥沙补给而淤积加剧或冲刷减缓,导致淤积重心位于上段㊀第4期朱博渊,等:径流变化下长江口多分汊系统冲淤分布差异及动力机制591㊀(图4(b))㊂径流流量小时,南北汊道冲淤规律相反(图4(a)㊁图4(c))㊂(注:图4(a)中2004 2007年洪季和枯季落潮流量㊁落潮分流比㊁流场分布和沿程潮位资料来源于上海河口海岸科学研究中心水文原型观测资料汇编,同一种颜色的流速箭头或数字代表同一时段资料)图4㊀长江口南北汊道横向和纵向冲淤联动机制Fig.4Linkage mechanism of lateral-longitudinal erosion-deposition pattern between north andsouth branching channels of Yangtze Estuary2.3.2㊀特定汊道问题北支整体冲淤:2007 2013年D a值较小,相比前一时段无明显增大;λ值与前一时段相同,但由前一时段淤积变为该时段冲刷(表2),与围垦工程有关,2001年以前围垦集中于北支上段,2001年以后分布于北支整段(图1),显著束窄了河床边界㊁增强了河槽内涨潮动力,使得2007 2013年涨潮优势流更为明显[26],涨潮流从北支下段冲起大量泥沙(表3),造成北支整体冲刷㊂北支纵向冲淤(表3):1978 1991年D a和λ值较小,淤积重心位于中下段(Ⅱ Ⅲ);1991 1998年D a 值较大,λ值相应增大,淤积重心位于上段(Ⅰ);1998 2001年D a值进一步增大,λ维持较大值,淤积重心仍位于上段(Ⅰ)㊂以上冲淤过程㊁特别是2个洪水时段的冲淤特征与2001年以前北支上段实施的围垦工程有关,围垦对上段具有显著促淤效应(图1)㊂2001 2007年D a值大幅减小,λ变为负值,即倒灌南支,淤积重心位于中下段(Ⅱ Ⅲ),与2001年以后北支下段围垦工程促淤效应有关(图1);2007 2013年D a维持小值,λ维持负值,淤积重心位于上段(Ⅰ),原因在于该时期北支上下段围垦工程均基本完成,束窄河道边界(图1),对涨潮动力具有强化作用[26],且该时期径流动力较弱,使得北支倒灌南支,中下段床面泥沙被强劲的涨潮流冲起携往上游㊁利于上段淤积㊂南支整体冲淤:2002 2007年与2007 2013年2个时段D a和λ均相当,前一时段淤积原因为受北支倒灌泥沙(表2)和上游河段河床质推移补给影响[22,41],后一时段尽管也有北支倒灌泥沙补给(表2),但流域来沙量进一步减小,由前一时段的1.78亿t/a变为后一时段的1.31亿t/a,上游河段可供给河床质数量也明显减少[22,41],故造成冲刷㊂南支纵向冲淤:1998 2002年,D a较大,λ较小,南支深泓整体冲低(表3),淤积重心位于下游河道内㊂该时段受流域特大洪水影响[13],虽然南支λ较小,但落潮分流量绝对值大,将淤积重心推往下游㊂南槽整体冲淤:1997 2002年发生冲刷(表2),不仅与该时段流域大洪水有关[13],也受北槽上段丁坝工程(图1)增强南槽落潮归槽动力[42]的影响;2002 2007年淤积(表2),则因为该时段径流流量偏枯,南槽λ虽有所增大,但落潮分流量绝对值小,口门附近涨潮动力则相对大幅增强,增强的涨潮流和风暴潮从592㊀水科学进展第34卷㊀口外携带泥沙补给南槽[13-14]㊂2.4㊀冲淤分布变化趋势图5显示,在长江口自身 南兴北衰 演变模式[20]和流域水库共同影响下,除河口工程作用时段外,北部汊道λ和河槽容积(C )呈减小的历史过程,南部汊道相反,三峡水库蓄水以后更为明显(南北港λ受北港进口青草沙水库影响[27]除外)㊂与此同时,北部汊道(北支㊁北槽)和南部汊道(南支㊁南港㊁南槽)淤积重心分别呈上移和下移的历史过程[26,43-46]㊂具体对比南北汊道兴衰交替与流域水库建设时间节点(表4),可识别出较好的同步对应关系,进一步说明流域水库的作用㊂图5㊀长江口各汊道λ和C 多年变化过程Fig.5Multi-year variation in λand C for branching channels of Yangtze Estuary表4㊀长江口南北汊道历史演变事件和流域水库建设的对应关系Table 4Conincidences between channel evolution events in Yangtze Estuary and river-dam constructions汊道演变过程与水库建设对应关系北支形成以后超过400a 作为长江口主汊存在,之后小幅淤积并变为支汊,1950s 以后显著淤积[41]1950s 从小幅淤积到显著淤积的转变与流域初期水库建设时间一致白茆沙南北水道形成以后40a 里分别呈萎缩和发展态势,1950s 以后两汊冲淤态势扭转[47-48]1950s 两汊冲淤态势扭转与流域初期水库建设时间一致南北槽形成以后50a 里分别呈萎缩和发展态势,2003年以后两汊冲淤态势扭转[15,38]2003年两汊冲淤态势扭转与三峡水库蓄水时间一致㊀第4期朱博渊,等:径流变化下长江口多分汊系统冲淤分布差异及动力机制593㊀㊀㊀对三峡水库蓄水前后2个时段大通站流量过程进行统计,得到D a多年平均值分别为11d和8d,且60000m3/s以上各流量范围多年平均持续天数均显著减少(图2(b)),说明三峡水库和上游大型梯级水库对径流过程 削峰补枯 调平效应明显㊂随着长江上游大型梯级水库相继运行㊁协防三峡水库,长江口径流过程坦化趋势将得以维持[21]㊂根据南北汊道λ与径流流量关系(图3),北部汊道λ将继续呈减小趋势,汊道整体将呈淤积加剧或冲刷减缓趋势,淤积重心将呈上移趋势;南部汊道λ将继续呈增大趋势,汊道整体将呈冲刷加剧或淤积减缓趋势,淤积重心将呈下移趋势㊂3 对深水航道整治的启示图6(a)显示,南槽滞流点(图6中南槽和北槽滞流点起始位置分别为南槽进口和横沙水文站)随大通站流量增大逐渐移向下游,若同时考虑潮差㊁汊道水深,则可建立较好的定量关系,据此可预测各时间尺度的滞流点位置[28]㊂北槽滞流点位置则不随大通站流量逐渐变化,而是存在临界流量35000m3/s,当流量小于该临界值时,滞流点位于上段;当流量大于该临界值时,滞流点位于下段(图6(b))㊂北槽滞流点活动特征与北支类似,北支受上口分流显著减小和河槽萎缩影响,径流流量超过某个临界值,滞流点显著下移[29],北槽滞流点位于上段时多为枯季㊁位于下段时多为洪季(图6(b)),也体现出流域大洪水对滞流点位置突变的影响,早期研究成果表明,1998年特大洪水期间北槽滞流点持续徘徊于下段,造成下段强淤[49]㊂出现以上现象的原因为长江口落潮水流主要从南部汊道入海,北部汊道分流畅通性相对较差㊂与上述特征对应,北部汊道(北支㊁北槽)虽受长江口涨潮流路偏北影响呈缓慢萎缩态势[20],但历史上发生的流域特大洪水往往成为冲开上口使其迅速发展㊁贯通㊁进而维持生命力的关键动力[15]㊂图6㊀南北槽滞流点位置与径流流量关系Fig.6Relationship between position of stagnation point in North/South Passage and runoff discharge594㊀水科学进展第34卷㊀北槽整体淤积速率显著大于南槽(表2,表3,图5(f)),深水航道工程实施后至2012年北槽回淤量呈逐年上升态势[2],对水深维护不利,本文研究结果表明其原因为北槽落潮分流比持续减小,故建议通过调整工程措施增大北槽落潮分流比㊂同时,深水航道工程实施以来,在丁坝+双导堤阻流和三峡水库调平径流过程使得北槽λ持续减小(图5(e))的背景下,虽然航槽回淤重点部位集中于中下段[23,50],但滩槽总体淤积重心不断向上游移动(表3)[36,43,51],特别是流域大水年向枯水年转变时回淤部位集中于中上段航道与丁坝坝田区域[13-14]㊂与此同时,北槽滞流点虽因疏浚增大河槽容积间歇性向下游迁移[30-31],但随λ减小,多年尺度向上游迁移占主导[16,29,30]㊂三峡水库蓄水前(1950 2002年)至蓄水后(2003 2021年),大通站35000m3/s 以上流量级多年平均持续天数由125d减少为110d,未来随着三峡水库和上游大型梯级水库运用,径流过程持续坦化,滞流点位于北槽上段的频率将增加,北槽深水航道近期以疏浚性维护为主,建议重点关注上段淤积动态,适时调整疏浚区段㊂4㊀结㊀㊀论基于1950 2021年长江口水沙㊁地形和工程资料,采用洪水流量级(大通站流量Q>60000m3/s)多年平均持续天数㊁汊道落潮分流比和滞流点位置等水动力指标,对分汊系统内横向和纵向冲淤规律开展研究,主要结论如下:(1)大通站60000m3/s以上流量多年平均持续天数越大,北部汊道落潮分流比越大㊁南部汊道落潮分流比越小,横向上越利于北部汊道冲刷加剧㊁淤积减缓和南部汊道淤积加剧㊁冲刷减缓,纵向上越利于北部汊道淤积重心下移和南部汊道淤积重心上移㊂(2)分汊系统内冲淤分布差异取决于水流惯性和南岸节点挑流作用下南北汊道落潮分流比随径流流量和潮差的变化规律,并形成横向和纵向冲淤联动机制㊂北支冲淤还受围垦工程影响,南支和南槽部分时段冲淤分别与流域洪水㊁来沙和深水航道工程㊁口外泥沙补给有关㊂(3)随着长江上游大型梯级水库对径流过程调平作用持续,北部汊道整体和上段将维持淤积加剧㊁冲刷减缓趋势,下段将维持冲刷加剧㊁淤积减缓趋势,南部汊道冲淤趋势相反㊂(4)与南槽滞流点位置随径流流量渐变不同,北槽滞流点在上下段之间迁移存在突变性,对应临界径流流量为35000m3/s,在径流过程坦化趋势下,北槽滞流点位于上段的机会增多,建议进行重点关注和适时调整航道疏浚区段㊂参考文献:[1]ROVIRA A,BALLINGER R,IBÁÑEZ C,et al.Sediment imbalances and flooding risk in European deltas and estuaries[J]. 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长江口北支的形成和变迁_张军宏
1.3 古北支的更替
长江口古北支的 更替换代 涉及水 文泥沙 、江海 动力 、地质 、 气候以及不断束狭延 伸的河口 地形等 诸多因素 , 在 总体上 又以 泥沙 、潮汐和气候三大要素起主导作用 。
据文献 [ 5] :扶海洲公 元前 4世纪 (公元前 350年 )已 成规 模 , 当时长江为少沙期 , 它形似勿南沙和 朗家沙 (图 1)等水 下沙 波 , 从形态和位置 判断 , 扶海 洲原 始态的 “母 体 ”应是 苏北沿 岸 沙群 (辐射状沙洲 )的沙体之一 。 至 于苏北沿 岸沙群 的成因 , 有 着不同的见解 [ 6] , 一种认为是由东海 潮波和 南黄海 潮波在 弶港 附近汇合 、形成辐合辐散的潮流塑造的 ;另一种认为是冰后期海 侵后 , 古长江 在弶港附 近入海 , 形成内尖 外敞的海湾 , 促使 海水 产生辐合辐散 的水 流而 造成 。 笔者 经地 质地 貌综 合分 析后 认 为 :苏北沿岸 地处南黄 海地震带 , 地震使 海底起伏不 平 , 凸 部成 沙波核 , 凹处 成流道 , 在潮流 和沿岸流的 长期作用下 , 将黄 河入 海泥沙反复搬运 , 经滩槽泥沙交换和波浪淘洗 , 使众多的沙波核 得到改造 , 不断成长 , 物质粗 化 , 壮 大成群 。 扶 海洲的 母体 就是 该沙群中最靠近扬泰古沙嘴的 一个沙波 。 又因该地带处于中纬 度区 , 黄海的 东北和偏 北大风 , 形成西南 或偏南向大 浪 , 改 造沿 岸水域 , 进行波场沉积 , 通常波场沉积能 使近岸沙波淤到波浪扬 动之高度 [ 7] , 上述诸多 因素 使得 扶海 州形 成 , 并与 扬泰 古沙 嘴 间形成了长江口最早 的北支 — 夹江 。 3 ～ 4世 纪后 , 由于流 域开 发 , 长江输沙逐趋 增多 , 并 受由 东南 向西 北传 播的 东海 潮波 制 约 , 潮流顶托力指 向西 北 , 致使 泥沙 易汇 聚在 三角 江河 口湾 北 部 , 促使北岸沙嘴发育 , 不断向 东南伸展 ;同期 , 扶海洲也得到长 江泥沙补给 , 逐渐拓展 。 久之 , 夹江束狭 , 泥沙不断充填 , 并 与扶 沙洲涨连 , 致使沙嘴跃移其东端 , 形成了新的河口地形 。
近期长江北支口门圆陀角附近潮滩地貌动态变化
第29卷 第5期2010年5月地 理 研 究GEOGRAPH ICAL RESEARCH V ol 29,N o 5M ay,2010收稿日期:2009 04 17;修订日期:2009 09 19基金项目:江苏省自然科学基金项目(BK2007149);国家基础人才培养基金项目(J0630535)和国家自然科学基金项目资助(40676052)作者简介:张振克(1963 ),男,河南邓州人,教授。
主要从事地貌与沉积环境研究。
E mail:z hangzk@nju edu cn 近期长江北支口门圆陀角附近潮滩地貌动态变化张振克,谢 丽,丛 宁,李 瑛,王秀玲,何华春(南京大学地理与海洋科学学院海岸与海岛开发教育部重点实验室,南京210093)摘要:圆陀角位于长江北支岸线与江苏海岸线的交会处,独特的互花米草潮滩、淤泥质光滩环境和复杂的河海沉积动力,决定了潮滩地貌对海洋环境变化的响应具有敏感性。
由于大规模的围垦,圆陀角附近过去40年来海岸线向东推进了6km 。
根据2006年以来多次的野外调查和室内粒度与钻孔岩芯的137Cs 分析,2006年以来圆陀角附近潮滩淤积明显加强,由137Cs 时标估算的互花米草滩多年平均沉积速率为2 3cm/a,2006~2008年观测到的互花米草滩淤积速率>4cm/a,粉砂淤泥质光滩的淤积速率更高;圆陀角风景区内互花米草滩前缘陡坎在风暴潮影响下侵蚀后退,并因粉砂淤泥质光滩的快速淤长而消亡,圆陀角附近潮滩地貌动态是对人类围垦活动、风暴潮与潮汐海洋动力的综合响应,互花米草与光滩快速淤积是近期圆陀角附近潮滩地貌演化的主要特点。
关键词:长江北支;河口;淤积;潮滩;地貌动态;圆陀角文章编号:1000 0585(2010)05 909 08入海河口地带是海洋与河流交互作用的区域,经济发达、人口密集,成为国际学术界开展陆海相互作用计划研究的重点区域之一[1]。
圆陀角位于长江口北支与江苏海岸的交会点,互花米草(Sp artina alter nf lora )盐沼与粉砂淤泥质光滩发育,海岸地貌动态变化对沉积环境的响应具有敏感性。
长江口北支湿地分类及生境特征
３ １０； 南京林业 大学森林 资源与环境学 院 ， ２０ １２ 南京 ２０３ ） １０ ７
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（ １国家林业 局华东林业 调查规划 设计 院 ， 江 金 华 浙
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湿地 是地 球 上具 有 多种 功 能的 独 特 生 态 系 统 是 各 国 重 要 的 国 土
１ 自然环 境概 况
长 江 口北 支 湿 地 属 亚 热 带 海 洋
江 口年平均含沙量约为０ ５ ４ｋ ／ ， ４ ｇ ｍ。
高浓度悬沙是水体的重要特征。 年 平 均输沙 量约为４ ８ 。 ． ６×１ ｔ泥沙 主 ０
海 岸 潮 滩 湿 地 生 境 、 Ｖ湿 地 生 境 和 河 Ｉ
长江口北支河道近年演变趋势分析研究
北支 口门受长江 口浅滩及启兴沙嘴掩护 ，外 海波浪对本工程区域影响不大 ，常浪向为 Ｅ向和 偏Ｓ Ｅ向风浪 。全年大部份时间 Ｈ 波高在 ０ ． ５ ｒ ｎ 以下 （ ８ ２ ． ６ ％） ；Ｈ 波高大于或等于 ｌ ｍ 的出现
连 ，并不断往西南淤涨至狼山，初步形成北支北
岸岸 线 。此 时 ，构成 北 支右 岸 的崇 明岛正 处在 萌 芽 状 态 ，最早 出现 了东 、西 二 沙 （ 公元 ７ ５ １ 年） ；
１ ０ ２ ５年左 右 ，西 沙西北 继续 淤涨 出姚 浏 沙 ； １ １ ０ １
南 移 ，深 泓线 北移 紧邻 岸 线 。 自灵 甸 港 以下 ，深 泓线 均靠北 侧 。
的距 离 宽 达 １ ８ ０ ｋ ｍｔ 。随 着 上 游 大 量 泥 沙 下 泄 ，
长 江 口北 支河 段 的潮 波 是 由外 海传 播来 的潮
汐引起的谐振波 ，在 口外存在着东海的前进潮波
和黄 海 的旋 转潮 波 ２个 潮 波 系统 ，其 中东海 的前 进 潮 波对 该 河段 的影 响较 大 。北 支是 一个 海 陆 双
海 洋 文 化 与 经 济
３７
率仅为 １ ． ４ ％；极少 出现 Ｈ ≥１ ． ２ ｍ的波高。
２ 自然条件
２ ． １ 径 流
２ ． ５ 泥 沙
１ ９ ８ ６年 以来 长 江流域 来 沙量 大 幅减少 ，２ ０ ０ ３
年三峡水库蓄水后 ，来沙量进一步减小 ，目前北
支 泥 沙 主 要 来 自海 域 。北 支 泥 沙 主要 特 点 为 ：
潮 流为主 ，主槽 中涨潮流流速大于落潮流流速。
每一 潮 平 均 历 时 １ ２ ｈ ２ ５ ｍｉ ｎ左 右 ，涨 潮 流 历 时 ４ ～ ５ ｈ ，落潮 流历 时 ８ ～ ７ ｈ 。 自下 而 上 ，涨 潮 流历 时沿程递 减 ，落 潮 流历 时沿程 递增 。
长江口深水航道三期工程前后北槽中上段水动力及含沙量变化特征
长江口深水航道三期工程前后北槽中上段水动力及含沙量变化特征刘高伟;程和琴;杨忠勇【摘要】On the basis of some hydrological data obtained from observation at the upper and middle section of the north passage during the spring tide in the flood and dry seasons from 2006 to 2013, and using the methods of statistics data, harmonic analysis and tidal range’s proportion conversion,analyses of variation characteristics of tidal current and suspended sediment concentration ( SSC) before and after construction of the third stage of the Yangtze River estuary deepwater channel regulation works have been made in this paper. The analysis results show that:①the amplitudes of M4 and SM4 tide are strengthened due to the construction of the regulation works in the upper and middle section of the north passage; and the average tidal range decreases in the middle section of the north passage;②after the completion of the regulation works, the deep⁃average major axis of M2 increases during the flood seasons, while decreases during the dry seasons, and the direction of the major axis in both seasons turns to the north, and the ellipticity decreases. The flood and ebb tide average tidal current velocity decreases no matter whether in the flood or dry seasons, and the preferential flow also decreases; ③in the middle se ction of the north passage, the most contribution to SSC is residual current, and then is M4 , the third one isM2 . After the construction of the regulation works, the flow and ebb tideaverage tidal current velocity decreases, and preferential sand also decreases;④in the upper and middle section of the north passage, thenon⁃linear characteristics of tide dynamics tend to be strengthened, which is mainly affected by its narrowed deepening works. Heightening the south dike becomes a main factor in reducing the flow velocity along the middle section. The difference between the flood and dry seasons of the preferential flow and preferential sand is mainly affected by the upper incoming flow and the suspended sediment. Sediment resuspension is a major source of the suspended sediment in the middle section of thenorth passage, and the differences between the flood and dry seasons of the suspended sediment concentration are controlled respectively by the upper incoming flow and the suspended sediment as well as the tidal current dynamic strength.%基于长江口北槽深水航道长期定点观测的2006，2008和2011年洪季大潮、2006，2009和2013年枯季大潮水沙数据以及2006和2013年6—8月横沙和北槽中的潮位资料，分析三期工程前后北槽中上段潮汐、潮流及含沙量变化特征。
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文章编号:1000-5641(2001)01-0090-07长江口北支沉积动力环境分析贾海林, 刘苍字, 杨 欧(华东师范大学河口海岸国家重点实验室、河口海岸研究所,上海 200062)摘要:长江口北支为喇叭形准强潮河口,其发育深受地形条件、水动力因素和泥沙来源的制约,并因此而形成了复杂的沉积环境和沉积特征。
作者以北支表层沉积物粒度分析资料为依据,阐明长江口北支表层沉积物的分布规律,试用M.Pejrup 的新三角图式划分长江口北支的沉积动力环境(相),以期揭示北支的沉积作用机制,为深入研究长江口北支演变规律及北支的开发治理提供科学依据。
关键词:长江口北支; 沉积动力环境; 三角图式中图分类号:P736.2 文献标识码:A0 前 言长江口自徐六泾以下三级分汊、四口入海,其中一级分汊是以崇明岛为界将长江口分为南支和北支,南支为长江口主泓,以下分北港、北槽和南槽三个入海通道。
北支是长江河口的一条独流入海汊道。
如所熟知,北支曾是长江径流下泄的主泓道,18世纪中叶以后,长江口主泓转向南支,遂使北支成为支汊。
1915年北支径流分流量尚占长江口总径流量的25%,20世纪50年代以来北支径流量急剧减少,北支潮水倒灌南支的现象时有发生,以至北支从以径流为主的落潮槽转变为以潮流为主的涨潮槽。
由于水动力条件的变化,导致地貌过程和沉积作用的分异,从而形成复杂的沉积环境和沉积特征。
前人对长江口北支的研究主要集中在河槽演变和开发治理方面[1～4],而对北支沉积特征和沉积环境的研究很少。
本文以近100个底质样品的粒度分析资料为基础,结合北支的水动力条件和地貌类型,综合分析长江口北支的沉积特征,并对北支的沉积环境做进一步划分。
1 制约长江口北支沉积作用的主要因素1.1 地形长江口北支位于上海崇明岛和江苏海门、启东之间,西起崇头,东至连兴港,全长78.8千米(图1)。
上口崇头断面河宽3.0千米,下口连兴港断面宽达16千米,最窄处在青龙港附近,河宽仅1.8千米。
由青龙港向下的北支在地形上呈喇叭状。
整个北支河段在地貌结构上可分为三个不同区段: 收稿日期:2000-06 基金项目:国家自然科学基金资助项目(49876023) 作者简介:贾海林(1975-),男,硕士研究生. 第1期2001年3月华东师范大学学报(自然科学版)Journal of East China Normal U niversit y (Natural Science )No.1 Mar.2001图1 长江口北支形势图Fig.1 Topograp hy of t he Nort h Branch in Changjiang Estuary北支上口至青龙港段:河道呈N E -SW 方向,上宽下窄,平面上呈倒喇叭形。
主要水下地貌类型为深槽和沙嘴,深槽沿崇明岛西侧楔入,至牛棚港以北直趋北岸青龙港。
沙嘴位于海门一侧,是在落潮水流作用下形成的边滩型沙嘴。
青龙港至三条港段:河道呈N W -SE 向,平面上呈喇叭形。
其中青龙港到大新港为一弯道,南岸为凸岸。
大新港到三条港为分汊河道,主要地貌类型为心滩和汊道,深泓沿北岸而行。
三条港至北支下口段:江面展宽,河道呈N WW -SEE 向,主要地貌类型为潮流脊、潮汐水道。
位于河道中间的潮流脊主要由西黄瓜沙和东黄瓜沙组成。
潮流脊以北为北支主槽,潮流脊以南为北支副槽[3]。
从地貌过程分析,北支具有南涨北坍、沙洲淤高扩大,河道缩狭变浅的趋势。
近30年来,整个北支河槽容积减小1.9×108m3,使北支成为典型的宽浅喇叭形河口湾。
1.2 水动力长江口北支的水动力是以潮流为主,潮汐性质为非正规浅海半日潮,潮波具有明显的驻波性质。
当外海潮波传入北支后,因受床底变浅和喇叭形边界条件的制约,逐渐发生变形,潮差自口外向内逐渐增大,三条港平均潮差2.99米,灵甸港平均潮差3.08米。
潮波强烈变形的结果,在灵甸港至青龙港河段形成涌潮,大潮时潮头可达1.5米[5]。
北支的潮流以半日分潮流为主,涨潮历时小于落潮历时,自下而上涨潮历时与落潮历时的差值不断增大。
从三条港至青龙港,涨潮历时由4小时52分缩短到3小时09分,落潮历时由7小时33分增加至9小时17分。
涨潮流速一般大于落潮流速,而北支上段青龙港断面在大、中潮时,涨潮流速>落潮流速,小潮时则落潮流速>涨潮流速(表1)。
表1 北支代表断面平均流速[5]Tab.1 Variation of average velocity of typical sections in Nort h Branch (单位:m/s )潮别站位1984.8.28～1984.9.4(丰水期)1987.2.16～1987.2.24(枯水期)大潮涨落中潮涨落小潮涨落大潮涨落中潮涨落小潮涨落青龙港1.70 1.27 1.15 1.040.290.640.920.470.740.420.340.44三条港 1.090.970.820.690.420.3619第1期贾海林,等:长江口北支沉积动力环境分析 长江径流绝大部分由南支排泄入海,北支的平均分流比约为长江径流总量的4%,经由青龙港断面下泄的平均径流量可达1050m 3/s 左右。
尽管1959年以来北支净潮量倒灌南支的现象时有出现,但径流对北支,特别是北支上段的影响不容忽视。
80年代以来,进入北支的径流量有所增加,使南北支会潮点下移,北支河段出现上冲下淤现象。
1.3 泥沙长江北支是以涨潮为优势的河段,涨潮平均含沙量大于落潮。
据实测资料,三条港断面涨落潮平均含沙量分别为6.03和4.99千克/立方米,青龙港断面涨落潮平均含沙量分别为4.94和3.00千克/立方米。
由于涨潮流速大于落潮流速,致使涨潮时携入的泥沙落潮时不能全部带走,因此成为北支河道不断淤积和束窄的重要原因。
对于北支的泥沙来源,一般认为悬沙主要来自口外,其中包括南支入海泥沙和长江水下三角洲再悬浮泥沙随涨潮流进入北支。
底沙一部分源于崇头以上的长江河床,一部分是原先滞留水道内的粗屑沉积物在涨落潮流作用下重新分配。
2 长江口北支沉积物类型及其分布根据长江口北支沉积物粒度分析结果,北支的沉积物类型有细砂(FS )、粉砂质砂(TS )、砂质粉砂(S T )、砂—粉砂—粘土(S T Y 、S YT 、YS T 等)、粘土质粉砂(YT )和粉砂质粘土(T Y )等类型(图2)。
不同类型的沉积物,其分布的部位不同,细砂主要分布在北支上段的心滩、边滩、沙嘴和下段的潮流脊之上;粉砂质砂和砂质粉砂主要分布在北支上段的深槽内;砂—粉砂—粘土主要分布在深槽内或深槽边缘;粘土质粉砂和粉砂质粘土则主要分布在北支下段的深槽内,在北支上段深槽内亦偶有分布。
图2 长江口北支表层沉积物类型图Fig.2 Type of surface sediments in Nort h Branch of Changjiang Esturay 纵观长江口北支沉积物的分布,有一定的规律可寻。
在纵向分布上,头兴港以上以细砂和粉砂质砂为主,间或有砂—粉砂-粘土和粘土质粉砂等出现于深槽或汊道内。
头兴港以下则以粘土质粉砂和粉砂质粘土为主,间或有细砂成条带状分布。
总体上表现为北支上段以粗为主,粗中有细,北支下段以细为主,细中有粗。
3 沉积动力环境分析3.1 一种用于区分河口环境的三角图式众所周知,沉积物的粒度分布受制于泥沙输入的形式及水动力对泥沙颗粒再分配的能力。
因此,沉积物的粒度结构可以指示其沉积时的水动力强度,从而被作为判别沉积环境的29华东师范大学学报(自然科学版)2001年重要标志。
迄今已有不少学者从粒度参数及其相关性来探讨沉积物粒度特征与沉积环境的关系。
1988年,M.Pejurp 提出了一种新的三角图式[6],从沉积物的结构组成及其反映的水动力强度来区分现代河口环境及其不同的亚环境。
该方法是基于这样一个原理,即在河口特定的环境下以细颗粒泥沙(>4φ)沉积为主,其中最细的颗粒一般以絮状体形式存在。
通常,这种絮状体在紊流状态下易于解体,而在平静的水动力条件下,保存较好。
絮状体含量越多,表明水动力条件越平静。
因此,可以>8φ的粘土含量近似地代表河口环境中絮凝部分的含量,以>8φ的粘土含量与>4φ的细粒沉积物含量之比作为沉积时水动力条件的简单标志。
沉积物中砂的含量主要取决于物源的远近,其指相意义不大,仅适用于沉积物的结构分类。
在这新三角图式中,按粘土在泥质组分(粉砂+粘土)中的含量分成4个不同的水动力区,从Ⅰ～Ⅳ表示水动力条件逐渐增强,分别指示不同的环境。
再以沉积物中砂的百分含量分成4个组别,从A ～D 表示砂含量逐渐减少,并以10%、50%和90%作为结构分类标志线。
图3 长江口北支沉积物三角图式Fig.3 T riangular diagram of Sediment inNorth Branch of Changjiang Estuary 根据上述原理和方法,将三角形划分为16个区,每一个区以一个字母和一个罗马数字命名,如(A ,Ⅳ)、(C ,Ⅲ)等,分别代表相应的沉积动力环境。
3.2 北支亚环境划分将长江口北支沉积物样点标绘于Pejurp 的三角图式中(图3),可以看到大多数样点分布在Ⅲ、Ⅳ动力区,表明北支的水动力条件总体上较强,然而,不同亚环境的水动力条件也有差异,大致可以分为以下几种亚环境或亚相。
3.2.1 河口浅滩亚环境该亚环境主要为崇头至三条港河段的浅滩上,包括心滩、边滩和沙嘴等地貌类型,在地形形态上,沙嘴指向下游,心滩呈马蹄形,其两侧向下游伸展。
沙嘴和心滩的表层沉积物主要为细砂,Mz =2.98～3.96φ,σ1=0.29～0.79,分选极好—好,S K 1=-0.32～0.52,偏态为负偏至正偏,Kg =0.75～2.23,宽—中等峰态为主。
在粒级组分中,砂的含量多在95%以上,粉砂含量<5%,一般不含粘土。
概率累积曲线中仅有跳跃组分,且具明显的双跳跃现象(图4A ),反映了涨落潮双向水流的交互作用,且以底沙推移为主。
在三角图式中,样点均落在(A ,Ⅳ)区,即砂的含量>90%,显示这些沉积物是在高能环境下沉积的,以底沙运动为其主要方式。
这是由于本区位于北支上段,受径流影响显著,特别是洪季时在径流迭加下的落潮流成为塑造上段河床的重要动力,北支上段沙咀多指向下游,即反映出落潮流对地貌形态的改造作用;另一方面潮波传入三和港后,因受河道束狭和水深变浅的影响,潮波变形加剧,在黄瓜沙以西河段形成涌潮,大潮期间尤为显著,其能量很大,紊流作用强,使浅滩受到强烈改造。
因此,径流和潮流对浅滩的塑造均较重要,可以认为北支上段心滩、边滩和沙嘴是属于径-潮流共同作用的河口浅滩沉积环境。